Gli scienziati hanno sviluppato delle microsfere proteiche biodegradabili ricavate da scarti di latticini e tofu, in grado di catturare l'anidride carbonica dall'atmosfera in modo più efficiente rispetto a molte tecnologie attualmente in uso
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Una spugna ecologica dagli scarti dei latticini per la cattura diretta di CO₂
Limitare il riscaldamento globale al di sotto di 1,5 °C ed allo stesso tempo rimuovere e stoccare centinaia di miliardi di tonnellate di anidride carbonica già presenti nell’atmosfera. Due azioni urgenti all’interno dello stesso scenario. In questo contesto, la tecnologia DAC – Direct Air Capture o cattura diretta dell’aria – si sta rivelando fondamentale per rimuovere la CO₂. Tuttavia, i sistemi attuali restano costosi e richiedono enormi quantità di energia. Una svolta importante potrebbe arrivare dal noto Politecnico ETH di Zurigo, grazie a un nuovo materiale ricavato da una fonte del tutto inaspettata: gli scarti della lavorazione di latticini e tofu.
Perché funziona?
In uno studio pubblicato su PNAS, un team guidato da Raffaele Mezzenga – professore presso il Dipartimento di Scienze della Salute e Tecnologia dell’ETH di Zurigo che ha dedicato quasi vent’anni a questi studi – descrive un metodo che utilizza il siero di latte della produzione di tofu per assorbire anidride carbonica.
Durante la produzione di questi alimenti si generano infatti grandi quantità di liquidi ricchi di proteine. Solo una minima parte viene riutilizzata nell’industria alimentare, mentre il resto viene scartato. I ricercatori svizzeri hanno estratto le proteine da questo flusso di scarto e le hanno assemblate in lunghe strutture filamentose note come fibrille amiloidi. Queste fibrille sono state poi combinate con idrossido di potassio e trasformate in perle porose tra il mezzo centimetro e il centimetro di diametro. “Il materiale risultante è come una spugna in grado di assorbire grandi quantità di CO2 tramite l’idrossido di potassio“, spiega Mezzenga.
Prestazioni straordinarie
A contatto con l’aria, l’idrossido di potassio contenuto nelle microsfere, reagisce con la CO₂ producendo bicarbonato e la reazione rimuove efficacemente l’anidride carbonica dall’atmosfera. “Nei nostri test siamo riusciti a estrarre 97 milligrammi di CO2 da un grammo di materiale“, spiega Zhou Dong, autore principale dello studio, secondo il quale le prestazioni superano la capacità delle tecnologie DAC. Secondo il test un kg di microsfere proteiche potrebbe catturare circa 100 grammi di CO₂ in un singolo ciclo operativo.
Rimozione del carbonio a basso consumo energetico
I tradizionali sistemi di cattura diretta dell’aria si basano in genere su alte temperature e pressione negativa per indurre i materiali a rilasciare la CO₂ catturata, così da poterla immagazzinare o convertire a lungo termine. Questo processo, tuttavia, richiede molta energia.
Il team dell’ETH di Zurigo ha sviluppato un approccio decisamente più sostenibile. Per rilasciare l’anidride carbonica accumulata, i ricercatori spruzzano le microsfere proteiche con un acido debole per circa 10 minuti a temperatura ambiente. Questo trattamento rompe i legami chimici che trattengono la CO₂, permettendo di raccoglierla agevolmente senza sprechi energetici.
Le perline riutilizzabili sostengono l’economia circolare
“I materiali sintetici utilizzati oggi per catturare la CO2 si decompongono rapidamente“, afferma Dong. “Al contrario, le nostre microsfere proteiche rimangono stabili a lungo.” Le prove di laboratorio hanno dimostrato che il materiale ha mantenuto le sue prestazioni per 30 cicli di cattura e rilascio del carbonio, senza una significativa perdita di efficienza. Inoltre, trattandosi di un materiale interamente organico, al termine del suo ciclo di vita potrebbe essere riutilizzato come fertilizzante agricolo o convertito in biocarburante, azzerando i rifiuti.
L’analisi del ciclo di vita condotta dal team ha confermato che questo nuovo approccio genera un impatto ambientale nettamente inferiore rispetto alle tecnologie DAC esistenti. I ricercatori non hanno ancora calcolato il costo esatto per la cattura di una tonnellata di CO₂, ma le premesse sono ottime. “La nostra tecnologia è più economica e sostenibile perché richiede pochissima energia e si basa su un prodotto di scarto ampiamente disponibile“, conclude Mezzenga. “Questo potrebbe rappresentare una vera svolta per il futuro della rimozione della CO₂ dall’atmosfera.“
