Il MOF-525 può catturare e convertire la CO2 in sostanze chimiche utili

Un team di ricercatori ha compiuto progressi significativi nell’applicazione pratica di un nuovo materiale noto come MOF-525, appartenente alla famiglia delle strutture metallo-organiche, che si è dimostrato molto promettente nelle tecnologie di cattura e conversione del carbonio.

MOF-525

MOF-525: un aiuto promettere per la depurazione del gas serra

Il team ha sviluppato un processo di produzione scalabile utilizzando tecniche di taglio della soluzione che consentono di applicare il MOF-525 in vaste aree, migliorando così la sua efficacia nel catturare e convertire l’anidride carbonica in sostanze chimiche di valore commerciale.

La scoperta del gruppo di laboratorio del professore assistente di ingegneria chimica Gaurav “Gino” Giri ha implicazioni per la depurazione dei gas serra, uno dei principali fattori che contribuiscono al dilemma del cambiamento climatico. Potrebbe anche contribuire a risolvere il fabbisogno energetico mondiale.

MOF-525

Come accennato in precedenza, MOF-525, appartiene a una classe di materiali chiamati strutture metallo-organiche: “Se si riesce a fare in modo che questi MOF coprano vaste aree, allora diventano possibili nuove applicazioni, come realizzare una membrana per la cattura del carbonio e la conversione elettrocatalitica, tutto in un unico sistema”, ha affermato Giri.

Lo studio

La conversione elettrocatalitica crea un ponte dalle fonti di energia rinnovabile alla sintesi chimica diretta, eliminando dall’equazione la combustione di combustibili fossili che producono anidride carbonica.

Quello che conferisce questa caratteristica al MOF-525 è la sua struttura ultraporosa e cristallina, fatta di reti 3D di minuscole cavità su scala nanometrica che creano una vasta area superficiale interna e agiscono come una spugna, che può essere progettata per intrappolare tutti i tipi di composti chimici.

Il gruppo di Giri ha ritenuto che iniziare con una tecnica di sintesi intrinsecamente scalabile, il solution shearing, avrebbe aumentato le loro probabilità. Avevano già avuto successo nel tagliare MOF più semplici.

Nel processo Giri, i componenti del MOF vengono miscelati in una soluzione e quindi sparsi su un substrato con la lama da taglio. Quando la soluzione evapora, i legami chimici formano il MOF come una pellicola sottile sul substrato. L’applicazione di MOF-525 in questo modo produce una membrana tutto in uno per la cattura e la conversione del carbonio.

MOF-525

Più grande è la membrana, maggiore è la superficie per la reazione e maggiore è la quantità di prodotto che si potrebbe ottenere“, ha affermato Prince Verma, ricercatore dell laboratorio di Giri: “Con questo processo, puoi aumentare la larghezza della lama di taglio fino alla dimensione di cui hai bisogno“.

Il team ha mirato alla conversione della CO2 per dimostrare il proprio approccio di solution shearing perché la cattura del carbonio è ampiamente utilizzata per ridurre le emissioni industriali o per rimuoverla dall’atmosfera, ma a un costo per gli operatori con un ritorno minimo sull’investimento: l’anidride carbonica ha poco valore commerciale e la maggior parte spesso finisce immagazzinata per un tempo indefinito sottoterra.

Con un apporto energetico minimo e utilizzando l’elettricità per catalizzare una reazione, tuttavia MOF-525 può eliminare un atomo di ossigeno per produrre monossido di carbonio, una sostanza chimica preziosa per la produzione di carburanti, prodotti farmaceutici e altri prodotti.

Conclusioni

Il processo di accelerazione delle reazioni attraverso la catalisi, in particolare l’elettrocatalisi, che consuma meno energia rispetto alle reazioni guidate dal calore o dalla pressione, è essenziale per un futuro di energia verde, al punto che UVA ha investito 60 milioni di dollari nello studio sulla catalisi come parte del progetto Grand Challenges Investments di UVA.

MOF-525

I materiali del laboratorio di Gino ci aiutano a capire come abilitare nuove tecnologie scalabili per la cattura e la conversione, di cui avremo bisogno per affrontare le sfide ambientali poste dalle attuali concentrazioni di anidride carbonica nell’atmosfera e dal tasso di emissioni“, ha concluso Machan.

I ricercatori hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista Applied Materials and Interfaces dell’American Chemical Society.

Più letti nella settimana

New Horizons: lo spazio profondo è davvero completamente buio

Quattro anni fa, gli astronomi hanno avuto una spettacolare...

Siamo davvero andati sulla Luna? Il complotto lunare

Sono trascorsi oltre 50 anni dal giorno in cui la missione Apollo 11 sbarcò sulla Luna. Sono stati realizzati film, documentari, scritti libri ed esaminate le rocce

Rinvenuta grotta lunare che potrebbe ospitare gli astronauti – video

Mentre la NASA e altre agenzie spaziali pianificano una...

Rinvenuti cristalli di zolfo giallo su Marte

Gli scienziati della NASA sono rimasti sbalorditi quando una...

Pi greco: nuova rappresentazione scoperta nella teoria delle stringhe

I ricercatori hanno trovato una nuova rappresentazione in serie...

In Tendenza

Rapporto Limits to Growth: il 2030 segnerà il declino della civiltà

Limits to Growth è tanto impressionante quanto intimidatorio. Tutti i risultati per il nostro futuro prevedono un declino della nostra civiltà entro i prossimi 20 anni

Perché le slot semplici saranno sempre popolari su Elabet?

Nonostante ogni mese ci siano decine, o addirittura centinaia...

Beta finale di Android 15: diagnostica efficace per tutti

Il mondo della tecnologia mobile è in continua evoluzione,...

Carburante sostenibile: progettato un nuovo metodo per generarlo

Un team di ricercatori ha dimostrato che l'anidride carbonica,...

Data center e l’IA: ufficiale impatto negativo in 2 ambiti

Negli ultimi anni, i data center e l'IA (Intelligenza...

Puglia 2024: tutti gli eventi per un’estate indimenticabile

I villaggi all inclusive in Puglia stanno diventando sempre...

Offerte Amazon di oggi: mini frigo portatili super scontati!

Per le offerte Amazon di oggi vorrei proporti i...

Articoli correlati

Popular Categories