Gli studiosi dell’Università di Cambridge e dell’Università della California – Berkeley, sotto il coordinamento di Virgil Andrei, ricercatore presso lo St John’s College di Cambridge, hanno implementato un sistema efficace per la produzione di idrocarburi a partire dalla CO2 unicamente grazie all’energia solare. Lo studio, dal titolo “Perovskite-driven solar C2 hydrocarbon synthesis from CO2”, è stato pubblicato sulla rivista Nature Catalysis. La ricerca ha ricevuto il sostegno, fra le altre cose, anche dal Winton Programme for the Physics of Sustainability, dal St John’s College, dal Dipartimento dell’Energia degli USA e dal Consiglio Europeo della Ricerca e dall’UK Research and Innovation (UKRI).
Convertire la CO2 in idrocarburi tramite l’energia solare / La foglia artificiale
L’apparecchio realizzato dal team di ricerca consta di una “foglia” che assimila i raggi solari, composta da un materiale chiamato perovskite. Vi sono poi dei fiori di rame che trasformano la CO₂ in idrocarburi maggiormente complessi quali etano ed etilene. Quasi tutti gli idrocarburi odierni provengono da combustibili fossili, ma la metodologia attuata dal gruppo di ricercatori di Cambridge-Berkeley è in grado di produrre sostanze chimiche e combustibili puliti ricavati da CO₂, acqua e glicerolo, senza emettere ulteriormente carbonio.
“Il glicerolo è solitamente considerato uno scarto, ma qui svolge un ruolo cruciale nel migliorare la velocità di reazione”, ha dichiarato il dott. Andrei. “Questo dimostra che possiamo applicare la nostra piattaforma a un’ampia gamma di processi chimici oltre alla semplice conversione dei rifiuti. Progettando attentamente la superficie del catalizzatore, possiamo influenzare i prodotti che generiamo, rendendo il processo più selettivo.” il processo basato sul glicerolo può produrre composti utili come il glicerato, il lattato e l’acetato, che prevedono possibili utilizzi negli ambiti della farmacologia, della cosmetica e della sintesi chimica.
Questa ricerca ha le sue radici nello studio antecedente del team sulle foglie artificiali. L’ispirazione nasce dal processo di fotosintesi, procedimento tramite il quale i vegetali riescono a convertire la luce solare in nutrimento. “Volevamo andare oltre la semplice riduzione dell’anidride carbonica e produrre idrocarburi più complessi, ma questo richiede un’energia significativamente maggiore”, ha spiegato il dtt. Andrei dal Dipartimento di Chimica Yusuf Hamied di Cambridge. Andrei ha lavorato all’interno del contesto del programma di scambio Winton Cambridge-Kavli ENSI presso il laboratorio del prof. Peidong Yang all’University of California – Berkeley.
Convertire la CO2 in idrocarburi tramite l’energia solare / Prospettive future
“Questa ricerca dimostra che il concetto può funzionare”, ha esplicitato Yanwei Lum, assistente di ingegneria chimica e biomolecolare presso l’Università Nazionale di Singapore. Ma sottolinea come “le prestazioni non sono ancora sufficienti per le applicazioni pratiche. Non ci siamo ancora”. Il gruppo di ricerca ha in piano di estendere questo sistema a reazioni organiche ulteriormente complesse, spalancando le strade all’innovazione nella produzione chimica sostenibile.
Perseguendo ulteriori progressi, questo studio potrebbe favorire l’accelerazione del processo di transizione verso una Low Carbon economy. “Questo progetto è un esempio eccellente di come le partnership di ricerca globali possano portare a progressi scientifici di impatto”, ha affermato il dtt. Andrei. “Combinando le competenze di Cambridge e Berkeley, abbiamo sviluppato un sistema che potrebbe rimodellare il modo in cui produciamo combustibili e sostanze chimiche preziose in modo sostenibile.” Sostiene inoltre: “Abbiamo fatto questi progressi perché abbiamo esaminato concetti non convenzionali e tecniche all’avanguardia che non erano realmente disponibili. Sono abbastanza ottimista sul fatto che questa tecnologia possa decollare nei prossimi 5-10 anni”.
Maria Maddalena La Ferla
