Un importante passo avanti è stato compiuto dagli scienziati nell’ambito della tecnologia di cattura diretta dell’aria, grazie alla sintesi di molecole utilizzando perossidi di titanio per catturare il biossido di carbonio. Questo studio, condotto presso l’Università di Stato dell’Oregon, ha dimostrato che i composti a base di titanio potrebbero rappresentare una soluzione più economica ed efficiente rispetto ai metodi tradizionali di cattura del carbonio.
Il lavoro dei ricercatori si è concentrato sui perossidi di titanio, prendendo spunto da ricerche precedenti sui perossidi di vanadio. Questa ricerca fa parte di un’iniziativa più ampia a livello federale volta a sviluppare metodi e materiali innovativi per la cattura diretta dell’aria del biossido di carbonio, uno dei principali responsabili del riscaldamento globale causato dalla combustione dei combustibili fossili.
Il team di ricerca, guidato da May Nyman e Karlie Bach del College di Scienze dell’OSU, ha pubblicato i risultati di questo studio su Chemistry of Materials il 12 dicembre. Questo lavoro rappresenta un passo cruciale nella lotta ai cambiamenti climatici, poiché si focalizza sulla cattura efficiente di grandi quantità di biossido di carbonio dall’aria.
Nel 2021, May Nyman è stata selezionata per guidare uno dei nove progetti di cattura diretta dell’aria finanziati con un investimento di 24 milioni di dollari del Dipartimento dell’Energia. Il suo team sta studiando come certi composti di metalli di transizione reagiscono con l’aria per estrarre il biossido di carbonio e convertirlo in carbonati metallici stabili, simili a minerali naturali.
I metalli di transizione, situati vicino al centro della tavola periodica, sono noti per la loro capacità di transizione degli elettroni da stati energetici bassi a stati energetici alti e viceversa, che conferisce loro colori distintivi. Questi composti sono fondamentali per la cattura del carbonio, sia a livello industriale che ambientale.
Attualmente, esistono 18 impianti attivi di cattura diretta dell’aria in funzione negli Stati Uniti, in Canada e in Europa, con piani per altri 130 impianti in tutto il mondo. Tuttavia, la cattura diretta dell’aria presenta sfide legate ai costi elevati e ai requisiti energetici, oltre alla bassa concentrazione di biossido di carbonio nell’atmosfera, che mette alla prova le prestazioni dei materiali di cattura del carbonio.
Karlie Bach, uno studente laureato nel laboratorio di Nyman, ha sottolineato l’importanza del titanio come alternativa più economica e sostenibile al vanadio. Il team di ricerca ha sintetizzato diverse nuove strutture tetraperoxo titanate, che hanno dimostrato capacità variabili di assorbire il biossido di carbonio dall’aria.
Una delle strutture più promettenti è il tetraperoxo titanato di potassio, che si è rivelato altamente reattivo grazie alla presenza di perossido di idrogeno nella sua struttura. Questa struttura ha mostrato una capacità di cattura del carbonio doppia rispetto al perossido di vanadio, confermando il potenziale del titanio come materiale economico e efficiente per la cattura del carbonio.
Il titanio, chiamato in onore dei titani della mitologia greca, è un materiale versatile, sicuro e abbondante, con una capacità di cattura del carbonio significativamente maggiore rispetto ad altri materiali. Questo studio rappresenta un importante passo avanti nella ricerca di soluzioni economiche ed efficienti per contrastare i cambiamenti climatici.
La ricerca condotta da Bach, Nyman e il resto del team dell’OSU ha ricevuto il sostegno del Murdock Charitable Trust, confermando l’importanza di investire in progetti innovativi per affrontare le sfide ambientali attuali e future.
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