L’elemento di transizione è al centro di una ricerca della Oregon State University
(Rinnovabili.it) – Uno dei problemi principali delle tecnologie di cattura diretta dall’aria di CO2 (Direct Air Capture, DAC) è trovare delle molecole abbastanza sensibili da legarsi all’anidride carbonica, ma anche sufficientemente selettive affinché si leghino solo alla CO2 e non anche ad altre molecole in atmosfera. Da questo fattore dipende l’efficacia della DAC, e di conseguenza i suoi costi.
I tentativi sperimentali in questi anni si sono concentrati su soluzioni molto diverse: dall’idrossido di sodio all’idrossido di potassio, alle soluzioni acquose di ammine, a membrane semiporose preparate chimicamente, a sorbenti ibridi basati su ammine e resine. Sulle ammine si basa, ad esempio, il più grande impianto DAC in funzione al mondo, Orca, situato in Islanda. Un sistema di ventole incanala l’aria su una rete a stato solido funzionalizzata con gruppi amminici, che catturano l’anidride carbonica dall’aria. Quando questo materiale assorbente è saturo, la camera in cui si trova si chiude e si riscalda fino a 100°C, innescando il rilascio della CO2 che viene successivamente raccolta per lo stoccaggio.
Orca ha un potenziale dichiarato di 4.000 t/CO2/anno. Ma quali potrebbero essere le potenzialità di un sistema per la cattura diretta dall’aria di CO2 basato su una molecola più efficiente? È cercando la risposta a questa domanda che un gruppo di scienziati dell’Oregon State University hanno individuato un candidato molto promettente: il vanadio.
Il vanadio per una cattura diretta dall’aria di CO2 più efficiente
Tra i vari elementi di transizione che il team di scienziati ha testato, il perossido di vanadio è quello che ha dato risultati più soddisfacenti. “Una sfida con la cattura diretta dell’aria è trovare molecole o materiali che siano sufficientemente selettivi, o altre reazioni con molecole d’aria più abbondanti, come le reazioni con l’acqua, supereranno la reazione con la CO2”, spiegano gli autori. Questo è il vantaggio principale assicurato dal perossido di vanadio. Poiché ha carica negativa, gli scienziati lo hanno bilanciato con cationi alcalini di potassio, rubidio e cesio.
Poi c’è un punto di forza legato alla temperatura necessaria per il rilascio della CO2 catturata. Quella assicurata dal vanadio è relativamente bassa, a circa 200°C. Significativamente di meno dei circa 700 gradi necessari per il rilascio quando si impiegano molecole basate su potassio, litio o sodio. “Essere in grado di rilasciare nuovamente la CO2 catturata consente il riutilizzo dei materiali di cattura del carbonio, e minore è la temperatura richiesta per farlo, minore è l’energia necessaria e minore è il costo”, sottolineano gli autori della ricerca, che è pubblicata su Chemical Science.