di Valeria Montebello

 

Con i livelli di anidride carbonica ancora in salita, come dimostra il recente monitoraggio della Nasa, cercare di ridurre le emissioni potrebbe non bastare. Grazie alle nuove tecnologie, dovremmo riprendere e trasformare la CO2.

Prima della firma dell'Accordo di Parigi, il team XPRIZE, che ha contribuito a ispirare il primo volo spaziale commerciale, ha iniziato il suo “NRG COSIA Carbon XPRIZE” da 20 milioni di dollari, finalizzato a convertire la CO2 in qualcosa di utile. Per vincere un posto in finale e avvicinarsi al premio, ai team sono stati assegnati due siti diversi: cinque squadre si occuperanno di una centrale elettrica a carbone a Gillette, nel Wyoming, le altre cinque di una centrale elettrica a gas naturale ad Alberta, in Canada. La squadra vincente sarà quella che converte più CO2.

Secondo Wayne Song, che guida il team di Suzhou, la Cina produce circa un quarto della CO2 mondiale, ovvero circa 90 milioni di tonnellate all'anno. Per questo, la soluzione del team cinese, sarà finalizzata a ripulire per prima la Cina. Song spera di sostituire i combustibili fossili con i biocarburanti. “Il processo richiede molta energia”, ammette, “e in questo momento, per risparmiarne, stiamo convertendo solo il 50% del carbonato in glicole, ma speriamo di utilizzare questa fase del premio per aumentare la nostra efficienza energetica”.

“L'India consuma circa due milioni di tonnellate di metanolo, miscelandolo con benzina per ridurre l'uso di combustibili fossili – e solo il 20% di questo viene prodotto localmente”, spiega Sebastian Chirambatte Peter, che guida il team di Bangalore. Gli ultimi due anni hanno visto progressi nell'idrogenazione catalitica della CO2 in metanolo, un singolo reattore di Bangalore sta attualmente convertendo 300 kg di CO2 in metanolo al giorno. Il rovescio della medaglia? La reazione richiede temperature elevate – intorno ai 250 ° C – e alte pressioni. “Al momento stiamo usando l'elettricità per alimentare la reazione”, dice Peter, “la nostra sfida è usare il calore in eccesso dalla centrale elettrica per ottenere lo stesso risultato.

Il team di Aberdeen del Dr Mohammed Salah-Eldin Imbabi ha costruito un dispositivo che sembra essere una complessa collezione di tubi di circa cinque metri quadrati. I tubi della Carbon Capture Machine pompano il gas di scarico direttamente in acqua leggermente alcalina, dove si dissolve per produrre carbonato, in un processo simile alle bevande gassate. Quest'acqua gassata viene poi mescolata con acqua salata. “La salamoia industriale è perfetta”, spiega Imbabi, “è tutto intrinsecamente semplice e diretto – ma i problemi veri sono nei dettagli: uno dei costi più alti – in termini di emissioni di CO2 e in contanti – è la produzione della soluzione alcalina. Quindi, la sfida è produrne esattamente la quantità giusta”.

A differenza di molti dei finalisti di XPRIZE, CarbonCure è già installato in alcuni stabilimenti di cemento negli Stati Uniti e in Canada. Il processo funziona sullo stesso principio del corallo – creato da piccoli invertebrati dal corpo morbido che combinano CO2 con il calcio per creare il carbonato di calcio. CarbonCure prende anidride carbonica da una fabbrica o da una centrale elettrica, la purifica e la liquefà in serbatoi pressurizzati che vengono distribuiti ai produttori di calcestruzzo. 

“Stiamo realizzando cemento privo di cemento – il che significa che il calcestruzzo che produciamo è in realtà esente dal carbonio”, spiega il dott. Mehrdad Mahoutian, che guida il team di Montreal, Canada.

Quando metti un pezzo di pane in bocca e mastichi per un lungo periodo, lo troverai improvvisamente dolce. Questo grazie ad un enzima chiamato alfa-amilasi che converte l'amido in zucchero. È un noto biocatalizzatore, e inizia il processo di conversione che abbatte alimenti complessi in composti semplici di cui il corpo ha bisogno. “Usiamo qualcosa di simile”, spiega Mark Herrema, che dirige la squadra di Huntington Beach, in California. Si tratta di un biocatalizzatore a base di microrganismi presente in natura che estrae il carbonio dalla CO2 presente in un flusso d'aria diluito e lo combina con idrogeno e ossigeno per produrre un materiale biopolimerico naturale, che si comporta proprio come una plastica molto dura. La società ha utilizzato il processo per abbattere il metano e nel 2016 IKEA ha accettato di acquistare 10 miliardi di sterline di plastica risultante in cambio dei diritti esclusivi per utilizzare il materiale brevettato negli arredi.

“Nel cuore di una molecola di CO2 c'è un forte doppio legame creato con l'energia usata quando si brucia carburante”, spiega Apoorv Sinha, che guida il team di Calgary, in Canada. “La maggior parte delle tecnologie di carbonio rompe questo legame – che richiede ancora più energia. Invece noi catturiamo le molecole di CO2 e le leghiamo a un solido, e questo processo richiede molta meno energia”.

Il team dell'Università di Toronto, spiega il team leader Alex Ip, prende l'anidride carbonica, l'acqua e le fonti rinnovabili – insieme a un materiale catalizzatore che abbiamo sviluppato – per produrre etilene, etanolo, metanolo o quasi tutte le molecole elementari che tipicamente ottenere da combustibili fossili.