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Un comune pigmento blu potrebbe dare una seconda vita alla CO₂
Un gruppo guidato dalla Tohoku University, insieme all’Università di Hokkaido e alla startup AZUL Energy, ha sviluppato un catalizzatore che trasforma l’anidride carbonica direttamente in metano usando un comune pigmento blu. Il risultato, pubblicato sulla rivista Small, apre una possibile strada per recuperare carbonio e produrre un combustibile compatibile con le infrastrutture del gas.
Il materiale è la ftalocianina di rame, un pigmento economico e facilmente reperibile. I ricercatori lo hanno associato a un supporto di carbonio conduttivo e inserito in un elettrodo a diffusione gassosa. Questa configurazione permette di alimentare la reazione con CO₂, sfruttando l’elettricità per ottenere metano in un unico processo elettrochimico.
La difficoltà consiste nel guidare la riduzione elettrochimica della CO₂ verso il prodotto desiderato. Le reazioni concorrenti possono generare sostanze diverse, rendendo necessarie successive operazioni di separazione. La conversione diretta non implica però una trasformazione molecolare istantanea: anche nello stesso dispositivo, il percorso chimico attraversa intermedi e richiede più trasferimenti di elettroni.
Negli esperimenti, l’efficienza faradica massima per il metano ha raggiunto il 79,5%. Questo parametro indica la quota della carica elettrica impiegata per formare quel prodotto: non equivale alla percentuale di CO₂ convertita né al rendimento energetico complessivo. Il lavoro riporta inoltre una densità di corrente parziale per il metano di 575 milliampere per centimetro quadrato, in valore assoluto.
Un’altra prova ha riguardato la stabilità del catalizzatore: a 150 milliampere per centimetro quadrato, il sistema ha mantenuto una selettività verso il metano superiore al 60% per circa 80 ore. È una verifica di laboratorio su un intervallo definito, che non dimostra ancora la durata necessaria per un impianto industriale.
Per interpretare il comportamento del materiale, gli autori hanno impiegato calcoli teorici. I risultati suggeriscono che la struttura molecolare favorisca il percorso verso il metano, abbassando la barriera energetica del passaggio determinante rispetto al catalizzatore di confronto. Questa spiegazione offre indicazioni per progettare altri materiali, ma resta distinta dalle prestazioni misurate nell’esperimento.
Il passo successivo previsto è sperimentare un elettrolizzatore alimentato con CO₂ proveniente da emissioni industriali reali; gli autori intendono anche utilizzare quella recuperata dalla cattura atmosferica. Costi operativi e prestazioni pratiche restano da valutare. Inoltre, il riciclo del carbonio in un combustibile non costituisce uno stoccaggio permanente: bruciando il metano si libera nuovamente CO₂, mentre la conversione richiede energia.
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