Da una rivoluzionaria membrana, una cattura del carbonio più economica ed efficiente

Roma – Grazie a una rivoluzionaria membrana sarà possibile catturare le emissioni di CO2 in modo più economico ed efficiente, spianando la strada all’intrappolamento del carbonio in depositi sotterranei. È quanto emerge da un nuovo studio guidato dall’ Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) e pubblicato su Nature Chemical Engineering. Catturare la CO2 dalle emissioni industriali è fondamentale nella lotta al cambiamento climatico. Tuttavia, i metodi attuali, come l’assorbimento chimico, sono costosi e ad alto consumo energetico. Gli autori del nuovo studio hanno sviluppato una tecnica scalabile per creare membrane porose in grafene che filtrano selettivamente la CO2 dalle miscele di gas. Le membrane in grafene sono eccellenti per separare i gas perché possono essere progettate con pori della dimensione giusta per far passare la CO2, bloccando al contempo molecole più grandi come l’azoto. Questo le rende ideali per catturare le emissioni di CO2 provenienti da centrali elettriche e processi industriali. Ma c’è un problema: produrre queste membrane su larga scala è difficile e costoso. La sfida è stata trovare un modo per creare membrane di grafene di grandi dimensioni e di alta qualità in modo economicamente conveniente e riproducibile. Il team dell’EPFL ha affrontato questa sfida, sviluppando un metodo per coltivare grafene di alta qualità su fogli di rame a basso costo, riducendo drasticamente i costi dei materiali. In seguito, ha perfezionato un processo chimico che utilizza l’ozono (O3) per incidere minuscoli pori nel grafene, consentendo una filtrazione altamente selettiva della CO2. Fondamentalmente, ha migliorato il modo in cui il gas interagisce con il grafene, garantendo una formazione uniforme dei pori su ampie aree, un passo fondamentale verso la scalabilità industriale. Per risolvere il problema della fragilità della membrana, i ricercatori hanno anche introdotto una nuova tecnica di trasferimento. Invece di far galleggiare il delicato film di grafene su un supporto, cosa che spesso causa crepe, hanno progettato un processo di trasferimento diretto all’interno del modulo a membrana che elimina i problemi di movimentazione e riduce i tassi di guasto quasi a zero. Utilizzando il loro nuovo approccio, i ricercatori hanno creato con successo membrane di grafene di 50 cm2 – molto più grandi di quanto fosse possibile in precedenza – con un’integrità pressoché perfetta. Le membrane hanno dimostrato un’eccezionale selettività alla CO2 e un’elevata permeabilità ai gas, il che significa che lasciano passare efficacemente la CO2 bloccando al contempo i gas indesiderati. Inoltre, ottimizzando il processo di ossidazione, sono stati in grado di aumentare la densità dei pori selettivi per la CO2, migliorando ulteriormente le prestazioni. (30Science.com)