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Ispirato dalla fotosintesi in natura, l' anidride carbonica può essere convertita efficacemente nel combustibile metano

L'anidride carbonica (CO2) è uno dei principali gas serra che provocano il riscaldamento globale. 

Catturare l'anidride carbonica durante i processi industriali, prima di buttarla in atmosfera da una ciminiera, non è semplice né economico. Soprattutto, non è sufficiente: per evitare che faccia danni la CO2 deve infatti essere stoccata oppure deve essere trasformata, e qui entra in gioco la chimica, attraverso la luce naturale. Sembra magia, ma è chimica: la luce fornisce "energia" - in forma di fotoni - per innescare una reazione fotocatalitica che ha come prodotto finale la trasformazione della CO2 in metano (CH4) o in metanolo (CH3OH).

Se l'anidride carbonica potesse essere convertita in metano, quindi in energia, sarebbe come prendere due piccioni con una fava nell'affrontare le questioni ambientali. 

Un gruppo di ricerca congiunto guidato dalla City University of Hong Kong ha sviluppato un nuovo fotocatalizzatore in grado di produrre combustibile metano (CH4) dall'anidride carbonica utilizzando la luce solare in modo selettivo ed efficace.

Fotocatalisi ispirata alla natura

Il processo è ispirato dalla fotosintesi in natura, l' anidride carbonica può ora essere convertita efficacemente in combustibile metano dal catalizzatore a base di rame, un materiale abbondante e conveniente.

Termodinamicamente è difficile convertire l'anidride carbonica in metano utilizzando un fotocatalizzatore perché il processo di riduzione chimica comporta un trasferimento simultaneo di otto elettroni. Il monossido di carbonio, dannoso per l'uomo, è più comunemente prodotto nel processo perché richiede il trasferimento di due soli elettroni.

Il catalizzatore a base di ossido di rame è stato opportunamente trattato per proteggerlo ma soprattutto per renderlo più selettivo.

Il fotocatalizzatore è stato preparato avvolgendo l'ossido rameoso con strutture metallo-organiche (MOF) a base di rame. Usando questo nuovo catalizzatore è possibile produrre selettivamente gas metano puro.

Il gruppo di ricercatori ha incapsulato i nanofili di ossido rameoso unidimensionale (1-D) (con un diametro di circa 400 nm) con un guscio esterno MOF a base di rame di circa 300 nm di spessore. Il rivestimento non blocca l’assorbimento di luce ma, allo stesso tempo, è un buon assorbente di anidride carbonica favorendone la sua riduzione a metano poiché favorisce l’interazione tra anidride carbonica e catalizzatore.

Molti gruppi di ricerca stanno cercando di trasformare l'anidride carbonica (CO2) in energia.

Un altro metodo di conversione utilizza i raggi ultravioletti ed utilizza come catalizzatore il rodio.
Purtroppo il rodio è un metallo raro ed è usato in molti settori della chimica industriale. Il lavoro dei ricercatori americani ha ora scoperto che quando vengono illuminate da luce ultravioletta le nanoparticelle di rodio riescono a favorire la formazione di molecole di metano.

I nanocubi di rodio, introdotti in un’atmosfera di idrogeno e anidride carbonica, vengono colpiti da raggi ultravioletti. Il rodio è in grado di catalizzare la trasformazione della CO2 in CH4.

 

Novel photocatalyst effectively turns carbon dioxide into methane fuel with light, phys.org

Ansa