Nuovo filtro per separare la CO2 da gas di scarico industriali, biogas e gas naturali

I chimici dell’Università di Bayreuth, in Germania, sono riusciti a realizzare un materiale che potrebbe dare un contributo essenziale alla protezione del clima e alla produzione industriale sostenibile.

Con il nuovo sistema l’anidride carbonica dei gas serra può essere separata fisicamente dai gas di scarto di provenienza industriale, dal gas naturale o dal biogas e quindi esser resa nuovamente disponibile come riciclo.

Il dr Martin Riess in laboratorio (foto Christian Wialer)

Il processo di separazione che sostanzialmente è un processo di filtraggio, sembrerebbe risultare efficiente sia dal punto di vista energetico che economico.

In un articolo sulla rivista Cell Reports Physical Science i ricercatori hanno esposto la struttura e la funzione di questo metodo.

C’è un gran bisogno di processi innovativi in grado di separare l’anidride carbonica dagli altri gas, se si vuole ridurre drasticamente la sua immissione nell’ atmosfera terrestre, assecondando così le forti richieste avanzate nel 2019 dalla Commissione Europea, che vorrebbe portare a zero le emissioni di gas serra entro il 2050.

Il nuovo dispositivo messo a punto dai ricercatori di Bayreuth ha un vantaggio rispetto ad altri processi di separazione: è in grado di rimuovere completamente la CO2 da miscele che la contengono, siano gas di scarto di impianti industriali, biogas o gas naturale.

La separazione avviene attraverso una rimozione fisica del gas mediante un processo di assorbimento dell’anidride carbonica dalle cavità dei materiali dove si deposita e pertanto non necessita di un particolare dispendio energetico.

Nei laboratori di Bayreuth si è lavorato per separare dalle varie miscele esclusivamente la sola anidride carbonica e nessun altro gas.

“Siamo riusciti a svolgere due compiti in contemporanea: se da un lato le interazioni fisiche sono abbastanza forti da liberare la CO2, d’altro canto non sono così forti da non consentire il rilascio della CO2 dal materiale, applicando soltanto una piccola quantità di energia”, dichiara il chimico Martin Riess, ricercatore e autore di una pubblicazione del team di ricerca Inorganic Chemistry I presso l’Università di Bayreuth.

Vediamo meglio in cosa consiste il nuovo ‘materiale’.

Si tratta di un composto inorganico-organico, dicono gli studiosi.

La base chimica è data da minerali argillosi, costituiti da centinaia di singole piastrine di vetro dello spessore di un nanometro, disposte esattamente una sull’altra. Tra le singole piastrine di vetro sono state inserite molecole organiche che agiscono da distanziatori. La forma di queste molecole e le loro proprietà chimiche sono state scelte in modo che gli spazi dei pori costruiti siano disposti in posizione ottimale per accumulare anidride carbonica.

Solo le molecole di CO2 possono infatti penetrare nel sistema di pori del materiale e venire trattenute. Altre molecole – di metano, azoto o altri componenti dei gas di scarico – non possono penetrare nei pori a causa delle maggiori dimensioni delle rispettive molecole.

E’ stato realizzato quindi una sorta di setaccio molecolare per selezionale le molecole di CO2.

Ma i ricercatori non si sono fermati qui.

Ora stanno lavorando allo sviluppo di un sistema a membrana, utilizzando ancora minerali argillosi, ma che svolga anche un’azione di selezione continua dell’anidride carbonica.

“Con il nostro materiale ibrido siamo riusciti a soddisfare tutti i criteri relativi alla valutazione dei processi di separazione dell’ anidride carbonica industriale. Questo materiale può essere prodotto in maniera conveniente e può dare un contributo significativo alla riduzione delle emissioni industriali di anidride carbonica, ma anche alla lavorazione del biogas e del gas naturale”, afferma con orgoglio Martin Riess.