Supercondensatore a basso costo simile a una batteria assorbe le emissioni di CO2 durante la ricarica

I ricercatori hanno sviluppato un supercondensatore a basso costo in grado di catturare selettivamente anidride carbonica durante la carica, quindi, quando si scarica, la CO2 in modo controllato può essere e raccolta per essere riutilizzata o smaltita in modo responsabile.
Il dispositivo supercondensatore, simile a una batteria ricaricabile, ha le dimensioni di una moneta da due pence ed è realizzato in parte con materiali sostenibili, tra cui gusci di noce di cocco e acqua di mare.
Il supercondensatore progettato dai ricercatori dell’Università di Cambridge, potrebbe contribuire ad alimentare le tecnologie di cattura e stoccaggio del carbonio a costi nettamente inferiori. Ogni anno vengono rilasciati nell’atmosfera circa 35 miliardi di tonnellate di CO2 e sono urgentemente necessarie soluzioni per eliminare queste emissioni e affrontare la crisi climatica. Le tecnologie più avanzate per la cattura del carbonio richiedono attualmente grandi quantità di energia e sono costose.
Il supercondensatore è costituito da due elettrodi di carica positiva e negativa. Il team di ricercatori nel progetto condotto da Trevor Binford mentre stava completando il suo master a Cambridge, ha provato ad alternare la tensione da negativa a positiva per prolungare il tempo di carica rispetto agli esperimenti precedenti. Ciò ha migliorato la capacità del supercondensatore di catturare il carbonio.
Alexander Forse del Dipartimento di Chimica Yusuf Hamied di Cambridge, ha guidato la ricerca, ha detto:
«Rispetto a prima abbiamo scoperto che alternando lentamente la corrente tra le piastre, possiamo catturare una doppia quantità di CO2. Il processo di carica e scarica del nostro supercondensatore utilizza potenzialmente meno energia rispetto al processo di riscaldamento dell’ammina utilizzato attualmente nell’industria. Le nostre prossime domande riguarderanno lo studio dei meccanismi precisi di cattura della CO2 e il loro miglioramento. Poi si tratterà di progredire».
Lo studio è stato pubblicato nella rivista Nanoscale. Il supercondensatore è simile a una batteria ricaricabile, ma la differenza principale sta nel modo in cui i due dispositivi immagazzinano la carica: una batteria utilizza reazioni chimiche per immagazzinare e rilasciare la carica, mentre un supercondensatore non si basa su reazioni chimiche, ma sul movimento degli elettroni tra gli elettrodi, per cui impiega più tempo a degradarsi e ha una durata maggiore.
Grace Mapstone del Dipartimento di Chimica Yusuf Hamied di Cambridge, coautrice della ricerca, ha detto:
«Il compromesso è che i supercondensatori non possono immagazzinare tanta carica quanto le batterie, ma per qualcosa come la cattura del carbonio daremmo la priorità alla durata. La parte migliore è che i materiali utilizzati per produrre i supercondensatori sono economici e abbondanti. Gli elettrodi sono fatti di carbonio, che proviene dai gusci delle noci di cocco. Vogliamo usare materiali inerti, che non danneggino l’ambiente e che dobbiamo smaltire meno frequentemente. La CO2 per esempio si dissolve in un elettrolita a base di acqua, che è fondamentalmente acqua di mare».
I ricercatori hanno evidenziato che questo supercondensatore spontaneamente non assorbe CO2: deve essere in carica per aspirare CO2 , quando gli elettrodi si caricano, la piastra negativa aspira il gas CO2 , ignorando altre emissioni, come ossigeno, azoto e acqua, che non contribuiscono al cambiamento climatico. Il supercondensatore con questo metodo, cattura il carbonio e allo stesso tempo immagazzina energia.
Il coautore Israel Temprano ha contribuito al progetto sviluppando una tecnica di analisi dei gas per il dispositivo. La tecnica utilizza un sensore di pressione che risponde alle variazioni di assorbimento del gas nel dispositivo elettrochimico. I risultati del contributo di Israel Temprano aiutano a definire con precisione il meccanismo in gioco all’interno del supercondensatore quando la CO2 viene assorbita e rilasciata. La comprensione di questi meccanismi, delle possibili perdite e delle vie di degradazione è essenziale prima che il supercondensatore possa essere ampliato.
Israel Temprano in conclusione ha detto:
«È un nuovo campo di ricerca, quindi il meccanismo preciso che agisce all’interno del supercondensatore non è ancora noto».

Supercondensatore assorbe CO2