MILANO – Mentre l'anidride carbonica continua ad accumularsi nell'atmosfera terrestre, i team di ricerca di tutto il mondo hanno passato anni a cercare modi per rimuovere il gas in modo efficiente dall'aria. Un gruppo di ricercatori del MIT di Boston sta puntando sugli oceani, che assorbono dal 30 al 40 percento di tutto il gas prodotto dalle attività umane, per per mitigare le emissioni di CO2; una possibilità che un giorno potrebbe persino portare a emissioni negative nette complessive. I risultati sono stati riportati sulla rivista Energy and Environmental Science.
Il nuovo metodo di estrazione della CO2 dall’acqua
Il team ha ideato un processo reversibile costituito da celle elettrochimiche prive di membrana. Gli elettrodi reattivi vengono utilizzati per rilasciare protoni in un iter ciclico: dapprima si acidifica l’acqua per convertire i bicarbonati inorganici disciolti in anidride carbonica molecolare, che viene raccolta come gas sotto vuoto. Quindi, l’acqua viene alimentata a un secondo gruppo di celle con una tensione inversa, per recuperare i protoni e trasformare l’acqua acida in alcalina prima di rilasciarla nuovamente in mare. Periodicamente, i ruoli delle due celle si invertono una volta che un gruppo di elettrodi si è esaurito di protoni (durante l'acidificazione) e l'altro è stato rigenerato durante l'alcalinizzazione.
I vantaggi della reinezione di acqua nell’oceano
Questa rimozione di anidride carbonica e la reiniezione di acqua alcalina potrebbe iniziare lentamente a invertire, almeno localmente, l'acidificazione degli oceani causata dall'accumulo di anidride carbonica, che a sua volta ha minacciato le barriere coralline e i molluschi. La reiniezione di acqua alcalina potrebbe essere effettuata attraverso sbocchi dispersi o lontano al largo per evitare un picco locale di alcalinità che potrebbe disturbare gli ecosistemi, dicono.
"Non saremo in grado di trattare le emissioni dell'intero pianeta", afferma il Kripa Varanasi, membro del team di ricerca. Ma la reiniezione potrebbe essere effettuata in alcuni casi in luoghi come gli allevamenti ittici, che tendono ad acidificare l'acqua, quindi questo potrebbe essere un modo per aiutare a contrastare tale effetto.
Come smaltire la CO2
Una volta che l'anidride carbonica viene rimossa dall'acqua deve ancora essere smaltita, come avviene con altri processi di rimozione del carbonio. Ad esempio, può essere sepolto in formazioni geologiche profonde sotto il fondo del mare, oppure può essere convertito chimicamente in un composto come l'etanolo, che può essere utilizzato come carburante per i trasporti, o in altri prodotti chimici speciali. "Si può considerare di utilizzare la CO2 catturata come materia prima per la produzione di sostanze chimiche o materiali, ma non sarai in grado di utilizzarla tutta come materia prima", afferma Hatton. "Una quantità significativa di CO2 catturata dovrà essere sepolta sottoterra".
Sistema scalabile
Almeno inizialmente, l'idea sarebbe quella di accoppiare tali sistemi con infrastrutture esistenti o pianificate che già trattano l'acqua di mare, come gli impianti di desalinizzazione. "Questo sistema è scalabile in modo da poterlo integrare potenzialmente nei processi esistenti che stanno già elaborando l'acqua dell'oceano o in contatto con l'acqua dell'oceano", afferma Varanasi. Lì, la rimozione dell'anidride carbonica potrebbe essere una semplice aggiunta ai processi esistenti, che già restituiscono enormi quantità di acqua al mare, e non richiederebbe materiali di consumo come additivi chimici o membrane.
Il sistema potrebbe essere implementato anche da navi che trattano l'acqua durante il viaggio, al fine di contribuire a mitigare il contributo significativo del traffico navale alle emissioni complessive. Esistono già mandati internazionali per ridurre le emissioni del trasporto marittimo, e "questo potrebbe aiutare le compagnie di navigazione a compensare parte delle loro emissioni e trasformare le navi in depuratori oceanici", afferma Varanasi.
Perchè è più efficace
Il processo potrebbe essere più efficiente dei sistemi di cattura dell'aria, dice Hatton, perché la concentrazione di anidride carbonica nell'acqua di mare è più di 100 volte maggiore di quella nell'aria. Nei sistemi di cattura diretta dell'aria è necessario innanzitutto catturare e concentrare il gas prima di recuperarlo. "Gli oceani sono grandi serbatoi di carbonio, quindi il passaggio di cattura è già stato fatto", afferma Varanasi. "Non c'è fase di cattura, solo rilascio." Ciò significa che i volumi di materiale da movimentare sono molto inferiori, semplificando potenzialmente l'intero processo e riducendo i requisiti di ingombro.
Di Salvatore Galeone
