Dopo 150 anni, abbiamo finalmente compiuto una svolta per trasformare la CO2 in carburante

Per un secolo e mezzo o più, i ricercatori hanno cercato di capire come fare qualcosa di utile con tutto il biossido di carbonio che galleggia nell'atmosfera. Abbiamo un sacco di roba, la emettiamo ogni volta che espiriamo, ma tutto ciò che sta facendo è girovagare nell'atmosfera, rendendo il nostro pianeta più caldo e causando una serie di effetti collaterali potenzialmente molto spiacevoli nel processo.

Gli scienziati lo farebbero veramente amo trovare un modo per trasformare tutto in carburante, che presumibilmente ucciderebbe due piccioni con una fava dandoci un sostituto per i fossili che emettono gas serra. Ma questo è stato più facile a dirsi che a farsi: non solo gli scienziati hanno lottato per capire come immagazzinare ciò che viene ridotto dall'anidride carbonica, stanno ancora lottando per capire come la riduzione dell'anidride carbonica possa persino essere catalizzata in primo luogo.

In altre parole, gli scienziati hanno praticamente fatto confusione con la CO2 dalla metà del XIX secolo, mescolandolo con materiali diversi, riscaldandolo, ecc., Solo occasionalmente ottenendo una reazione ("150 anni" è un riferimento a un esperimento del 1869 in quali ricercatori hanno usato un elettrocatalizzatore per convertire la CO2 in acido formico, un conservante). Ma mentre i ricercatori hanno compreso a lungo questo potenziale, non hanno veramente capito cosa abbia fatto queste reazioni. Ciò ha reso impossibile realizzare esperimenti in modo controllato fino ad ora, grazie a un nuovo esperimento condotto dai ricercatori della Columbia University School of Engineering. I risultati del loro lavoro sono stati pubblicati oggi a Atti della National Academy of Sciences.

"Abbiamo iniziato a fare questo come gli altri stanno facendo questo, attraverso prove ed errori, e giocando con materiali diversi per vedere come l'efficienza della conversione di CO2 dipende dalle proprietà dei materiali", ha scritto l'autrice Irina Chernyshova, ricercatrice associata presso la Columbia University School of Ingegneria e scienza applicata, racconta Inverso. "Ma potrebbe durare una vita."

La loro svolta, spiega Chernyshova, ha a che fare con il processo di riduzione elettrochimica, o la conversione di CO2 in una molecola più semplice aggiungendo energia elettrica. Usando la spettroscopia Raman con superficie migliorata, il team è stato in grado di osservare per la prima volta che il biossido di carbonio può essere ridotto utilizzando un singolo intermediario - carbossilato che si attacca alla superficie delle molecole di carbonio e ossigeno - invece di due.

"Per 150 anni, la gente ha saputo che questo è possibile, ma per 150 anni non è stato possibile commercializzarlo, perché lo fanno in modo non sistematico", ha detto Chernyshova. "Non puoi schermare tutti i materiali in tutte le combinazioni possibili."

Ora che comprendono meglio l'elettrodeposizione di anidride carbonica, i ricercatori di tutto il mondo ora dispongono di guide di guida molto migliori per la propria ricerca, non solo nel campo delle energie rinnovabili ma con l'obiettivo di ridurre la CO2 in un numero qualsiasi di molecole più utili, ad esempio i fertilizzanti. E poiché sappiamo di più sulla proverbiale "fase uno" di questo processo, gli esperimenti sono molto più economici e facili da eseguire, si spera che abbiano un effetto a catena.

"Con questa conoscenza e potenza computazionale", afferma il coautore della carta Sathish Ponnurangam, in un comunicato stampa, "i ricercatori saranno in grado di prevedere con maggiore precisione la reazione su catalizzatori diversi e specificare quelli più promettenti, che possono essere ulteriormente sintetizzati e testato.”

Accanto agli sforzi per catalizzare la CO2 usando la luce diretta del sole, il processo più comunemente noto come fotosintesi artificiale o semi-artificiale a causa dell'ispirazione che attinge dalle piante, gli sforzi per trasformare la CO2 in combustibile o aria respirabile stanno guadagnando vapore. All'inizio di questo mese, i ricercatori dell'Università di Cambridge nel Regno Unito hanno capito come separare in modo più efficiente le molecole d'acqua in idrogeno (che può essere usato come combustibile) e l'ossigeno utilizzando un enzima presente nelle alghe chiamato idrogenasi.