Una plastica spugnosa per ridurre gli effetti dei gas serra

Una plastica spugnosa che assorbe il biossido di carbonio dei gas a effetto serra (CO 2 ) potrebbe facilitare la nostra transizione dall’uso dei combustibili fossili inquinanti, verso nuove fonti di energia, come l'idrogeno. Il materiale - un parente dei materiali plastici utilizzati in contenitori per alimenti - potrebbe svolgere un ruolo nel piano del presidente Obama di tagliare la CO₂ nelle emissioni del 30 per cento entro il 2030, e potrebbe anche essere integrato in un prossimo futuro, in ciminiere di centrali elettriche.

La relazione sul materiale è una delle quasi 12.000 presentazioni al 248 ° Meeting Nazionale & Exposition della American Chemical Society (ACS), la più grande società scientifica del mondo .

"Il punto chiave è che questo polimero è stabile,economico e, assorbe molto bene CO ₂ . E’ possibile orientarlo -dice Andrew Cooper- verso il funzionamento in un ambiente reale. In un futuro scenario in cui viene utilizzata la tecnologia fuel-cell, questo adsorbente potrebbe funzionare verso la tecnologia a emissioni zero."

Adsorbenti  di CO ₂  sono più comunemente utilizzati per rimuovere l'inquinante dei gas a effetto serra da ciminiere delle centrali dove vengono bruciati i combustibili fossili come il carbone o gas. Tuttavia, Cooper e il suo team intendono l'adsorbente, polimero organico microporoso, per un'applicazione diversa - quella che potrebbe portare a ridurre l'inquinamento.

Il nuovo materiale sarebbe una parte di una tecnologia emergente chiamata ciclo combinato di gassificazione integrata (IGCC), che può convertire i combustibili fossili in gas idrogeno.  L'idrogeno rappresenta una grande promessa per l'uso in auto di celle a combustibile e la produzione di elettricità, perché produce quasi nessun inquinamento. IGCC è una tecnologia ponte destinata a far ripartire l'economia dell'idrogeno, o il passaggio al combustibile a idrogeno, pur utilizzando l'infrastruttura di combustibili fossili esistenti. Il processo IGCC produce una miscela di idrogeno e CO ₂ gas, che devono essere separate.

Cooper all'Università di Liverpool, dice che la spugna funziona meglio sotto le alte pressioni intrinseche al processo IGCC.” Proprio come una spugna di cucina gonfia quando assume l'acqua, le onde sono leggermente adsorbenti quando assorbe CO₂ in minuscoli spazi tra le sue molecole. Quando la pressione scende, l'adsorbente sgonfia e rilascia la CO ₂ , che possono poi raccogliere per lo stoccaggio o convertire in composti di carbonio utili”.

Il materiale, polvere simile a sabbia marrone, si forma collegando insieme molte piccole molecole a base di carbonio in una rete. Cooper ha spiegato che l'idea di utilizzare questa struttura è stata ispirata da polistirene, materiale plastico utilizzato in polistirolo e altri materiali di imballaggio. Il polistirolo può assorbire piccole quantità di CO ₂ .

Il vantaggio di utilizzare polimeri è che essi tendono ad essere molto stabili. Il materiale può anche resistere a essere bollito in acido, dimostrando che tollererebbe, dure condizioni in centrali dove sono necessari adsorbenti di CO ₂ . Altri depuratori di CO ₂ –dice sempre Cooper-  se fatti da plastica o metallo o in forma liquida - non sempre reggono così bene,. Un altro vantaggio del nuovo adsorbente è la sua capacità di assorbire CO₂ senza prendere anche il vapore acqueo, che può intasare altri materiali e renderli meno efficaci. Il suo basso costo rende il polimero spugna anche attraente. "Rispetto a molti altri adsorbenti, sono a buon mercato, - aggiunge Cooper, soprattutto perché le molecole di carbonio utilizzate per farli sono economiche. E in linea di principio, sono altamente riutilizzabili ed hanno cicli di vita lunghi perché sono molto robusti."

Cooper descrive anche il modo di adattare il suo polimero microporoso per l'uso in ciminiere e in altri flussi di scarico.”E’ relativamente semplice incorporare i polimeri spugnosi –conclude la sua spiegazione Cooper- nei tipi di membrane già in corso di valutazione per rimuovere CO ₂ ,per esempio dal gas di scarico centrale. La combinazione di due tipi di scrubber potrebbe consentire di avere adsorbenti migliorati sfruttando i punti di forza di ciascuno”.