Possibile trasformare la CO2 in un qualcosa di redditizio, o quanto meno abbattere le sue emissioni riciclandola? Nanoparticelle di una nuova lega di rame e oro sembrano promettere proprio questo
Una società inevitabilmente energivora come la nostra ci mette di fronte a due principali problemi: da una parte i combustibili fossili non dureranno in eterno, ed estrarli sta diventando sempre più costoso e pericoloso per l’ambiente, dall’altra l’impiego di tali combustibili produce enormi quantità di anidride carbonica che intensifica l’effetto serra con conseguente aumento della temperatura globale che guida i cambiamenti climatici.
Semplice, sulla carta
Dal momento che si tratta ovviamente di due facce della stessa moneta, alcuni ricercatori stanno pensando a metterla in piedi, quella moneta: e se fosse possibile utilizzare l’anidride carbonica prodotta per ricavarne combustibile? Dal punto di vista chimico, sulla carta, è piuttosto semplice, tanto è vero che già nella seconda guerra mondiale, per non dover intaccare le scorte di petrolio, l’esercito tedesco utilizzava un processo chiamato Fischer-Trops per produrre metano e altri combustibili destinati a motori a scoppio a partire da monossido di carbonio e idrogeno: il vero problema è riuscire a trasportare un processo simile su scala molto più vasta e a renderlo economicamente vantaggioso a lungo termine.
Immagine: Ian Britton
È tutta una questione di catalisi, in particolare metano e altri alcheni possono essere prodotti per riduzione a partire dall’anidride carbonica usando il rame, ma questo metallo ha un problema non da poco: come si può capire semplicemente osservando una grondaia per l’acqua piovana, si ossida molto rapidamente. Al MIT hanno trovato la quadratura del cerchio associando il rame all’oro, creando nanoparticelle ibride di una lega stabile e durevole.
Perché nanoparticelle?
La reazione di catalisi avvengono sulla superficie del metallo e le nanoparticelle hanno un diametro nell’ordine di pochi nanometri, il che si traduce in un altissimo rapporto superficie volume e si ottengono molte reazioni in uno spazio ridottissimo. Gli scienziati hanno poi testato l’effettivo rendimento ricoprendo di nanoparticelle degli elettrodi e immergendoli in una soluzione nella quale veniva immessa CO2: a parità di quantità, la lega richiedeva molta meno energia per la reazione di catalisi rispetto a nanoparticelle di puro rame. Naturalmente siamo ancora lontani da un’immediata applicazione commerciale, che consenta ad esempio di riciclare parte della CO2 emessa da convenzionali centrali termoelettriche in altro combustibile, ma gli autori del lavoro, appena presentato su Chemical Communications, invitano a pensare a lungo termine e a non farsi spaventare dagli eventuali costi di implementazione.
Secondo la professoressa Kimberly Hamad-Schifferli coautrice assieme a Zhichuan Xu, Erica Lai e Yang Shao-Horn:«È una questione di costi e benefici, pro e contro. L’oro è ovviamente più costoso del rame, ma se questo consente di ottenere un prodotto redditizio come il metano invece di anidride carbonica, e utilizzando meno energia, allora potrebbe valerne la pena. Se [gli elettrodi] potessero essere utilizzati più e più volte, e dato che grazie all'oro sono più durevoli, allora tutto questo è da mettere nell'elenco dei pro».