Clima e Spazio: dall’anidride carbonica il carburante per una “stazione di servizio” su Marte

Gli ingegneri stanno sviluppando nuovi modi per convertire i gas serra in carburante con applicazioni che vanno dal clima allo Spazio

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Gli ingegneri dell’Università di Cincinnati stanno sviluppando nuovi modi per convertire i gas serra in carburante per affrontare il cambiamento climatico e riportare a casa gli astronauti da Marte.
Jingjie Wu, assistente professore dell’UC College of Engineering and Applied Science, e i suoi studenti, hanno utilizzato un catalizzatore di carbonio in un reattore per convertire l’anidride carbonica in metano. Conosciuta come “reazione Sabatier”, dal defunto chimico francese Paul Sabatier, è un processo che la Stazione Spaziale Internazionale utilizza per rimuovere l’anidride carbonica dall’aria respirata dagli astronauti e generare carburante per mantenere la Stazione in orbita alta.

Wu, però, sta pensando molto più in grande.
L’atmosfera marziana è composta quasi interamente da anidride carbonica. Gli astronauti potrebbero risparmiare metà del carburante di cui hanno bisogno per un viaggio di ritorno sulla Terra creandone la quantità necessaria sul Pianeta Rosso una volta arrivati, ha detto Wu. “È come una stazione di servizio su Marte. Potresti facilmente pompare anidride carbonica attraverso questo reattore e produrre metano per un razzo,” ha spiegato Wu.

Lo studio, pubblicato su Nature Communications, ha visto anche la collaborazione della Rice University, della Shanghai University e della East China University of Science and Technology.

Wu ha iniziato la sua carriera nell’ingegneria chimica studiando le celle a combustibile per veicoli elettrici, ma ha iniziato a studiare la conversione dell’anidride carbonica nel suo laboratorio di ingegneria chimica circa 10 anni fa.
Mi sono reso conto che i gas serra sarebbero stati un grosso problema nella società,” ha spiegato Wu. “Molti Paesi si sono resi conto che l’anidride carbonica è un grosso problema per lo sviluppo sostenibile della nostra società. Ecco perché penso che dobbiamo raggiungere la neutralità del carbonio“.

Wu e i suoi studenti, tra cui l’autore principale e candidato al dottorato in UC Tianyu Zhang, stanno sperimentando diversi catalizzatori come i punti quantici di grafene – strati di carbonio grandi solo nanometri – che possono aumentare la resa di metano.
Wu ha affermato che il processo promette di aiutare a mitigare i cambiamenti climatici, ma ha anche un grande vantaggio commerciale nella produzione di carburante come sottoprodotto.
Il processo è 100 volte più produttivo di quanto non fosse solo 10 anni fa. Quindi si può immaginare che i progressi arriveranno sempre più velocemente“, ha detto Wu. “Nei prossimi 10 anni, avremo molte aziende startup per commercializzare questa tecnica“.
Gli studenti di Wu stanno usando diversi catalizzatori per produrre non solo metano ma anche etilene, che viene utilizzato nella produzione di plastica, gomma, abbigliamento sintetico e altri prodotti.
L’energia verde sarà molto importante. In futuro, rappresenterà un mercato enorme. Quindi ho voluto lavorarci su,” ha detto Zhang.
La sintesi del carburante dall’anidride carbonica diventa ancora più redditizia dal punto di vista commerciale se abbinata a energie rinnovabili come l’energia solare o eolica, ha affermato Wu.
In questo momento abbiamo energia verde in eccesso che buttiamo via. Possiamo immagazzinare questa energia rinnovabile in eccesso nei prodotti chimici“.

Il processo è scalabile per l’uso in centrali elettriche che possono generare tonnellate di anidride carbonica, ed è efficiente poiché la conversione può avvenire proprio dove viene prodotta l’anidride carbonica in eccesso.
Wu ha affermato che i progressi nella produzione di carburante dall’anidride carbonica lo rendono più sicuro del fatto che gli umani metteranno piede su Marte nel corso della sua vita.
In questo momento, se vuoi tornare da Marte, devi portare il doppio del carburante, che è molto pesante,” ha affermato. “In futuro, avrai bisogno di altri combustibili. Quindi possiamo produrre metanolo dall’anidride carbonica e usarlo per produrre altri materiali. Allora forse un giorno potremmo vivere su Marte“.