In tutto il mondo, le persone sono sempre più preoccupate per le emissioni di anidride carbonica (CO2). Certamente, gli scettici sui cambiamenti climatici pongono ipotesi ragionevoli che suggeriscono che i cambiamenti climatici siano semplicemente un ciclo naturale e globale - e noi umani dovremo semplicemente uscirne. Ma l'idea che gli esseri umani stiano contribuendo al cambiamento climatico sta diventando sempre più accettata. In risposta, gli scienziati stanno pensando a come ridurre le emissioni di gas serra (GHG) degli esseri umani.
Un modo è creare combustibili che non producano anidride carbonica come sottoprodotto, come fanno i combustibili fossili. I biocarburanti come l'etanolo cellulosico prodotto dal mais o dal panico verga emettono ancora CO2 quando vengono bruciati per produrre energia, ma in quantità molto inferiori, fino all'85% in meno [fonte:Wang]. Bruciare idrogeno per alimentare un'auto non produce anidride carbonica; l'unico sottoprodotto è l'acqua. E l'elettricità prodotta da risorse rinnovabili come l'energia eolica o solare non produce alcuna emissione.
Il problema con queste tecnologie è che sono ancora in fase di sviluppo. I ricercatori devono affrontare ostacoli come il costo e il rapporto energetico netto -- input di energia contro produzione di energia -- che rendono il petrolio più attraente delle fonti di carburante alternative. Questo è significativo, perché il nostro mondo è alimentato dal petrolio. Dagli aeroplani che rendono possibili i viaggi, ai camion che trasportano il cibo e alle centrali elettriche che producono la nostra elettricità, il petrolio domina l'economia globale.
È una bella domanda:se dipendiamo dal petrolio ma siamo preoccupati per le emissioni di anidride carbonica, perché non catturiamo semplicemente la CO2 che emettiamo?
In realtà, i ricercatori stanno esaminando questo proprio ora. Il professor Chris Jones del Georgia Institute of Technology (Georgia Tech) e il suo team hanno escogitato un materiale chiamato aminosilica iperramificata (HAS) che cattura e immagazzina le emissioni di anidride carbonica.
Quindi troveremo presto tubi di scappamento su auto in HAS, e in ogni caso qual è esattamente questo materiale? Scoprilo nella prossima pagina.
Quindi i tubi di scappamento delle nostre auto saranno fatti di questa roba chiamata aminosilica iperramificata (HAS) nel prossimo futuro? Il dottor Chris Jones dice che non la pensa così; immagazzinare il carbonio catturato da tutti quei tubi di scappamento sarebbe troppo costoso. Invece, Jones e il suo team del Georgia Institute of Technology (Georgia Tech) si concentrano su una fonte ancora più grande di emissioni di anidride carbonica:le centrali elettriche.
Potresti pensare all'elettricità come a un'energia pulita. Ma hai mai considerato da dove viene l'elettricità? Poiché è un vettore energetico, l'elettricità ottiene la sua energia da un'altra fonte. Negli Stati Uniti la maggior parte di quell'energia - il 50 percento - proviene dal carbone [fonte:Pew]. Le centrali elettriche in tutto il mondo utilizzano combustibili fossili sufficienti per la produzione di energia per rappresentare il 26% delle emissioni globali di CO2; i trasporti (compresi aerei, treni e automobili) rappresentano il 13% in tutto il mondo [fonte:IPCC].
Jones ha gli occhi puntati sulla pulizia delle ciminiere. HAS può aiutare adsorbendo CO2. I ricercatori della Georgia Tech hanno utilizzato il legame covalente (combinando due molecole unendo i loro elettroni) per legare le ammine -- composti organici a base di azoto -- con silice (quarzo) [fonte:Georgia Tech]. Il risultato è aminosilica , una sostanza polverosa che sembra sabbia bianca. All'interno della sostanza, dal legame nascono una serie di rami che ricordano gli alberi, da cui il nome:iperramificato. Sulla punta delle diramazioni ci sono siti amminici che catturano CO2.
Quando l'HAS è stato combinato con la sabbia, i chimici hanno scoperto che il composto risultante era in grado di intrappolare l'anidride carbonica quando i gas di combustione - emissioni che si trovano nelle ciminiere - lo attraversavano.
Il composto HAS non solo cattura la CO2, ma si aggrappa ad essa. Per rilasciare l'anidride carbonica, il materiale deve essere riscaldato e la CO2 rilasciata può essere catturata e immagazzinata (come gas o raffreddata in forma liquida) in un processo chiamato sequestro del carbonio . Questo è in realtà più eccitante di quanto sembri. Non solo ridurrà le emissioni di CO2, ma consentirà di riutilizzare la CO2 catturata per alimentare lo stock di biocarburanti. Una società coltiva alghe in Louisiana da utilizzare come biocarburante. Le alghe vengono alimentate con CO2 catturata [fonte:EcoGeek].
L'amminosilica iperramificata presenta alcuni vantaggi rispetto ad altri metodi di sequestro del carbonio. Per uno, è riciclabile. HAS può essere utilizzato più e più volte; i ricercatori della Georgia Tech hanno testato un lotto 12 volte e hanno scoperto che non vi era alcuna diminuzione evidente dell'adsorbimento [fonte:Georgia Tech]. Inoltre, il materiale non è influenzato dall'umidità, il che è un vantaggio poiché il vapore acqueo è presente nei gas di combustione. È anche a basso consumo energetico; l'unica energia necessaria proviene dalla generazione del calore che sprigiona la CO2.
Ma ci sono alcune sfide che devono affrontare il progetto. Per uno, la reazione CO2/ammina che lega l'anidride carbonica ai rami genera calore. I ricercatori hanno scoperto che l'aminosilice cattura meglio la CO2 a temperature basse, quindi devono capire come eliminare rapidamente il calore prodotto, in modo che la CO2 si leghi. Un altro problema è esattamente come applicare il composto. Può essere imballato in ciminiere? Il materiale può essere prodotto in dischi rimovibili che coprono le aperture della ciminiera?
Sebbene l'HAS potrebbe non essere mai trovato nei tubi di scappamento, se i ricercatori della Georgia Tech sono in grado di ridurre le emissioni di anidride carbonica dalla sola produzione di energia, avranno offerto un nuovo modo per risolvere i nostri problemi di gas serra.
Per ulteriori informazioni sui cambiamenti climatici e altri argomenti correlati, visita la pagina successiva.
