Conversione di CO2 offre nuove opportunità grazie ad un progetto finanziato dall'UE
Con l'avvicinarsi della fine del progetto ELCAT («Electrocatalytic gas-phase conversion of CO2 in confined catalysts», conversione elettrocatalitica in fase gassosa del biossido di carbonio in catalizzatori confinati), finanziato dall'UE, i partner del progetto hanno fatto un bilancio in occasione della riunione finale tenutasi a Bruxelles. Essi hanno convenuto che il progetto ha dimostrato la fattibilità della conversione di CO2 in fase gassosa in un processo catalitico che ricicla il biossido di carbonio in idrocarburi e alcoli liquidi. Tuttavia, secondo i partner del progetto, sono necessari ulteriori sforzi prima che questa tecnologia possa essere utilizzata. L'idea su cui poggia il progetto ELCAT, che ha beneficiato di un finanziamento di circa 85.000 EUR, nell'ambito dell'area tematica «Scienze e tecnologie nuove ed emergenti» del Sesto programma quadro (6°PQ), è nata quando alcuni ricercatori dell'Università di Messina hanno osservato una reazione elettrocatalitica che poteva essere riprodotta a temperatura ambiente e sotto pressione atmosferica: quando il biossido di carbonio è confinato all'interno di micropori di carbonio in cui gli elettroni e i protoni si muovono verso un catalizzatore attivo (nanocluser di metalli nobili), il biossido di carbonio gassoso si riduce in una serie di idrocarburi e alcoli. I prodotti di questa reazione sono sorprendentemente simili a quelli che si formano con il processo Fischer-Tropsch (FT), una reazione chimica catalizzata in cui il monossido di carbonio e l'idrogeno vengono convertiti in una serie di idrocarburi. Per diverso tempo il processo FT è stato considerato come una possibile fonte di carburanti e materie prime. Un processo che potrebbe generare quantità adeguate di prodotti analoghi a quelli del processo FT - risultato che non può essere raggiunto senza difficoltà nel processo FT - a temperatura ambiente e sotto pressione atmosferica, potrebbe ridurre considerevolmente il biossido di carbonio e allo stesso tempo generare nuove materie prime. Tuttavia, questa reazione catalitica ha creato nuovi problemi, ossia una rapida disattivazione del catalizzatore e una scarsa produttività. In aggiunta, si tratta di un'elettrocatalisi in fase gassosa, un fenomeno che non è ancora stato studiato a sufficienza dagli scienziati, poiché l'attenzione è sempre stata focalizzata sulla fase liquida. Se da un lato questo passaggio dalla fase liquida a quella gassosa può aiutare a superare problemi come la limitata diffusione e produttività, dall'altro gli scienziati ELCAT hanno dovuto affrontare nuove sfide, come ha spiegato al Notiziario CORDIS il coordinatore del progetto, Gabriele Centi, dell'Università di Messina: «È necessario cambiare il tipo di struttura degli elettrodi a causa del cambiamento delle condizioni». Ciò ha aperto la strada a nuovi modi di migliorare le prestazioni e ad altre opportunità, quali la produzione di idrogeno per mezzo di un'idrolisi controllata del sistema. Inoltre, «nell'elettrocatalisi in fase gassosa non ci sono praticamente limiti di temperatura», ha aggiunto Centi. «Nella fase liquida invece ci sono oppure è necessario lavorare sotto pressione, il che comporterebbe costi aggiuntivi. Passando alla fase gassosa, si aprono quindi nuove possibilità.» Negli ultimi tre anni e mezzo, la ricerca ELCAT ha incentrato l'attenzione su questi problemi e sulla produzione di nanotubi di carbonio adeguati. I partner del progetto sono determinati a proseguire il loro lavoro, anche se il progetto ELCAT stesso terminerà a fine febbraio. Secondo le loro stime, la conversione elettrocatalitica di CO2 in fase gassosa potrebbe essere pronta per l'applicazione fra circa 10 anni e potrebbe contribuire a ridurre le emissioni di CO2 del 5%, integrando altre strategie. «L'immagazzinamento del carbonio ha i suoi limiti, poiché lo spazio è limitato; pertanto, in questo caso, cerchiamo di convertire i gas ad effetto serra direttamente in carburante», ha dichiarato Siglinda Perathoner dell'Università di Messina, che è attualmente responsabile del coordinamento del progetto ELCAT. «In altri termini, l'immagazzinamento è complementare, ma penso che sia meglio convertire che immagazzinare.» Il sig. Centi e la sig.ra Perathoner auspicano che ora, dopo aver dimostrato la fattibilità della tecnologia, altri si uniscano alla squadra e contribuiscano a fare ulteriori progressi. «L'industria sta iniziando a mostrarsi interessata», ha affermato il sig. Centi. «Finora l'industria ha visto il biossido di carbonio soltanto come un costo negativo, ma se ora inizia a considerarlo come una materia prima, sicuramente inizierà ad occuparsene», ha aggiunto. «La possibilità di convertire le sostanze chimiche che possono essere introdotte in tutti i cicli chimici o che possono essere utilizzate come carburanti apre veramente nuove prospettive.» Questo progetto è stato notato anche da altre parti interessate. Sembra essere entrato in concorrenza con il progetto di nuove soluzioni per le emissioni di gas ad effetto serra denominato «The 25 million dollar idea», istituito dall'ex vice presidente e Premio Nobel per la pace Al Gore, insieme all'imprenditore britannico Richard Branson. «Credo che altri progetti siano più vicini alla fase di applicazione», ha affermato il sig. Centi. «Credo vi sia ancora molto lavoro da fare, ma è interessante il fatto che altre persone ritengano che questo progetto dovrebbe rientrare nella lista dei progetti prioritari.» I partner del progetto sono soddisfatti dei risultati ottenuti, così come la dott.ssa Monique Smaihi della direzione della Ricerca della Commissione europea, responsabile scientifico del progetto ELCAT. I partner hanno dovuto iniziare le ricerche partendo da zero e hanno incontrato numerosi problemi che non potevano essere previsti, ha affermato. Dovevano essere compiuti ancora dei progressi in quanto non tutti i problemi erano stati risolti. Tuttavia i risultati, in particolare per quanto concerne la versatilità della tecnologia, sono stati molto promettenti», ha concluso.