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Una foglia artificiale per trasformare anidride carbonica in energia

Una foglia artificiale per trasformare anidride carbonica in energia

Utilizzare l’anidride carbonica per produrre energia rinnovabileè la soluzione perfetta per combattere il global warming,. Secondo il recente accordo internazionale sul clima di Parigi la diminuzione dell’emissione di Co2 derivante dall’utilizzo di combustibili fossili è la strada da seguire per rallentare il riscaldamento globale, secondo . E in un articolo pubblicato su Science, un gruppo di ricercatori annuncia di aver scoperto un modo per utilizzare l’anidride carbonica e convertirla in una fonte energetica, sfruttando la luce solare.

Produrre energia dall’anidride carbonica

Il metodo, messo a punto dai ricercatori dell’U.S. Department of Energy’s Argonne National Laboratory e dell’University of Illinois di Chicago, ricalca il modo in cui le piante catturano l’anidride carbonica e la convertono in zuccheri, la loro principale moneta energetica. Il dispositivo ottenuto sarebbe in grado di agire come una foglia artificiale risolvendo il problema della Co2 atmosferica e producendo energia pulita. “Invece di produrre energia in modo unidirezionale dai combustibili fossili ai gas serra, possiamo invertire il processo e riciclare il carbonio nell’atmosfera per produrre carburante, usando l’energia del sole”, spiega Amin SalehiKhojin, professore d’ingegneria meccanica e industriale all’UIC e uno dei senior authors dello studio.

Come si ottiene energia dall’anidride carbonica?

Il punto cruciale di questo sistema è l’attivazione dell’anidride carbonica. Mentre le piante attivano la Co2 attraverso gli enzimi, catalizzatori naturali, il sistema creato dai ricercatori americani usa un catalizzatore metallico composto di piccolissimi fiocchi di tungsteno diselenide. Questo materiale assiste la conversione della Co2 in Co, molto più reattivo dell’anidride carbonica. “Creare combustibili dal monossido di carbonio è un processo energicamente in discesa, mentre crearli dal biossido di carbonio significa andare in salita”, spiega il fisico Peter Zapol di Argonne, tra gli autori dello studio. Il Co prodotto può essere poi convertito in combustibile, ad esempio in metanolo.

Come funziona in pratica la foglia artificiale?

Ma come funziona, in pratica, questa foglia artificiale? Il dispositivo è formato da due celle fotovoltaiche con una superficie di 18 centimetri quadrati che catturano la luce solare. Il tungsteno diselenide si trova al catodo, mentre all’anodo c’è ossido di cobalto. Il processo avviene in tre stadi: nel primo i fotoni catturati dalla luce solare sono convertiti in elettroni negativi e cariche positive; queste reagiscono con le molecole di acqua presenti nell’anodo, e le dissociano in ossigeno e protoni. Infine, i protoni e gli elettroni diffondono al catodo per ridurre la Co2 a Co.

La reazione produce una perdita di energia minima. “Avere un sistema efficiente è cruciale per abbassare il costo dell’intero processo” afferma Zapol. Gli autori pensano infatti che la loro “foglia artificiale” non risulterà utile solamente per le grandi industrie, ma anche per progetti su piccola scala. Secondo il chimico di Argonne LarryCurtiss, l’altro senior author dello studio, il catalizzatore può essere riutilizzato per oltre 100 ore, con un’ulteriore riduzione dei costi.

Sebbene il processo per convertire la Co2 in Co sia diverso da quanto accade per le piante in natura, il principio di base è lo stesso. “Nella fotosintesi, gli alberi prendono l’energia da sole, acqua e anidride carbonica per generare il proprio combustibile; nel nostro approccio sperimentale, gli ingredienti sono gli stessi, ma il combustibile ottenuto è differente” conclude Curtiss.

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