Emissioni negative: come trasformare l'anidride carbonica in opportunità

Per raggiungere i target di Parigi, non basteranno i tagli alla CO₂: bisogna farla diventare una risorsa. Ecco tre ricerche che vanno in questa direzione.

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L'accordo di Parigi, firmato da 177 Paesi, punta a contenere il riscaldamento climatico entro i 2° C, ma è già chiaro che per conseguire questo risultato non basterà ridurre le emissioni umane a zero entro il 2085. Le cosiddette emissioni negative svolgeranno un ruolo centrale per colpire il target.

Secondo un recente studio del National Center for Atmospheric Research, per evitare di sforare i 2° C bisogna concentrarsi sulle tecnologie di rimozione dell'anidride carbonica (CCS: Carbon Capture and Storage).

Le emissioni negative non sono un'idea nuova. Già l'IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) aveva incluso questo concetto nel suo ultimo rapporto del 2014, con l'avvertenza che si tratta di una prospettiva altamente incerta, perché le tecnologie sono ancora tutte da dimostrare e gli scienziati non hanno valutato i rischi che questa rimozione può comportare.

Nessuna delle tecniche conosciute, ad oggi, è pronta per essere applicata su vasta scala, per immaturità tecnologica, per i costi esorbitanti e per i potenziali rischi ecologici. La cattura e lo stoccaggio della CO₂ prevede l'intercettazione del gas per iniettarlo in profondità, in generale in giacimenti esauriti, dove non può fare nulla di male.

Ma la CCS è una tecnica costosa e ancora poco sperimentata. Resta il dubbio che, alla lunga, il gas riesca ad uscire tornando in atmosfera. Altra cosa sarebbe riuscire a convertire la CO₂ in una materia prima utile.

E questa è la strada seguita da molti scienziati, nella convinzione che solo conferendo un ruolo centrale a questo gas, ormai considerato il male assoluto, crescerà l'interesse economico a rimuoverlo dall'atmosfera.

L'anidride carbonica si fa roccia
Un nuovo metodo di stoccaggio della CO₂, più sicuro e definitivo rispetto alla cattura nelle caverne del sottosuolo, è stato messo a punto dai ricercatori dell'Università di Southampton, guidati dal geologo Juerg Matter.

La tecnologia è stata sperimentata in Islanda con il progetto CarbFix, che consiste nel pompare la CO₂ sciolta nell'acqua a una profondità di 400-500 metri nelle rocce vulcaniche islandesi, accelerando un processo naturale che spinge il basalto a reagire con il gas serra per formare minerali. I risultati della sperimentazione sono stati sorprendenti: il gas si è solidificato in pochi mesi.

Il sistema è già in grado di sequestrare 10mila tonnellate di CO₂ all'anno nel basalto, che è una roccia facilmente reperibile in molte aree del mondo; ma richiede 25 tonnellate di acqua per ogni tonnellata di CO₂ stoccata e, quindi, è indicato soprattutto nelle zone costiere.

L'auto elettrica che va a CO₂
L'idea è venuta ad un gruppo di ricercatori della Vanderbilt University, in collaborazione con i colleghi della George Washington University, che hanno inventato un sistema per rimpiazzare gli elettrodi di grafite con il carbonio ottenuto dall'atmosfera, attraverso una nuova tecnologia chiamata Step.

Il loro metodo sfrutta l'energia solare per separare gli atomi di carbonio e di ossigeno che formano la CO₂, ricavando nanotubi di carbonio da incorporare sia nelle batterie agli ioni di litio per le auto elettriche, sia nelle batterie agli ioni di sodio per altre applicazioni su larga scala.

I nanotubi di carbonio così ottenuti hanno migliorato la capacità di stoccaggio delle batterie di 3,5 volte rispetto agli elettrodi in grafite, consentendo cicli continui di ricarica per oltre due mesi senza interruzioni. La scoperta dei due team, guidati dai professori Cary Pint e Stuart Licht, getta un'ombra sulle ricerche in atto per trasformare la CO₂ in combustibili liquidi, molto meno efficienti.

La foglia artificiale
Un gruppo di ricercatori dell'Argonne National Laboratory e dell'Università dell'Illinois di Chicago descrive un sistema per creare una foglia artificiale. Il punto cruciale è l'attivazione della CO₂, che di per sé è una molecola stabile e non reagisce facilmente.

Mentre le piante attivano la CO₂ attraverso gli enzimi, questo sistema usa un catalizzatore metallico, composto di minuscoli fiocchi di tungsteno diselenide e alimentato da due piccole celle fotovoltaiche. Questo materiale consente di convertire l'anidride carbonica in monossido di carbonio (CO), molto più reattivo.

Come spiega il fisico Peter Zapol, tra gli autori dello studio, creare combustibili dal monossido di carbonio è un processo in discesa. Infatti, il CO prodotto può essere convertito in combustibile, come il metanolo.