Una nuova tecnologia per rimuovere l’anidride carbonica dall’oceano
L’attività umana e il cambiamento climatico stanno aumentando la quantità di anidride carbonica nell’oceano, danneggiando i coralli e la vita marina. Per contrastare questo fenomeno, i ricercatori hanno sviluppato una nuova tecnologia che utilizza idrossido di sodio e carbonato di sodio per rimuovere l’anidride carbonica dall’acqua oceanica, contribuendo a invertire l’acidificazione e a ridurre il riscaldamento globale.
La ricerca e lo sviluppo della tecnologia
Katherine Hornbostel, professoressa assistente di ingegneria meccanica e scienza dei materiali presso la Swanson School of Engineering dell’Università di Pittsburgh, ha dedicato anni allo sviluppo di questa tecnologia. Cinque anni fa, quando c’era una ricerca e un finanziamento minimi per la cattura dell’anidride carbonica dall’oceano, Hornbostel ha iniziato a sviluppare due modelli di tecnologia. Uno utilizza solventi microincapsulati a base di carbonato di sodio e l’altro utilizza dei contattori a membrana a fibra cava contenenti idrossido di sodio. Nonostante le differenze geometriche, entrambi i modelli funzionano allo stesso modo.
Il funzionamento dei modelli
Nel primo modello, Hornbostel e il suo collega Tagbo Niepa hanno sviluppato delle capsule che trasportano un solvente a base di soluzione di sodio. Queste capsule, simili a piccolissime perle di caviale, contengono il liquido di carbonato di sodio con cui l’anidride carbonica reagisce. Le capsule di sodio possono essere rigenerate riscaldandole a 100-120 gradi Celsius, permettendo così di rimuovere l’anidride carbonica catturata e di immagazzinarla. Questo processo di rigenerazione consente inoltre di riutilizzare le capsule per catturare ulteriore anidride carbonica in cicli futuri.
Nel secondo modello, una “membrana a fibra cava” permette all’acqua di mare di entrare e reagire con i solventi di idrossido di sodio nelle capsule cilindriche. La membrana, realizzata in un polimero flessibile simile al polipropilene, consente il passaggio del gas, ma non dei liquidi o degli ioni.
Il potenziale dell’oceano nella rimozione dell’anidride carbonica
L’oceano, che copre oltre il 70% della superficie terrestre e ha assorbito circa il 25% dell’anidride carbonica prodotta dall’attività umana, ha un enorme potenziale per contribuire alla rimozione dell’anidride carbonica. Tuttavia, gran parte di questo potenziale rimane inespresso a causa dei bassi livelli di ricerca e sviluppo nelle tecnologie di rimozione dell’anidride carbonica basate sull’oceano.
Per garantire che la temperatura globale non aumenti di più di 1,5 gradi Celsius, obiettivo ambizioso dell’accordo sul clima di Parigi del 2050, il documento di Hornbostel afferma che ogni anno devono essere rimossi 10 gigatonnellate di anidride carbonica dall’ambiente entro il 2050.
Le conseguenze dell’acidificazione degli oceani
Una volta che l’anidride carbonica nell’atmosfera raggiunge l’oceano, si dissolve in un acido carbonico, abbassando il livello di pH dell’oceano e rendendolo più acido e quindi meno abitabile per la vita marina. Peter Petraitis, professore di biologia presso l’Università della Pennsylvania, ha riscontrato una correlazione tra l’aumento dell’anidride carbonica disciolta nell’oceano e un declino di molluschi e gasteropodi nel Golfo del Maine negli ultimi due decenni.
Il livello di pH attuale dell’oceano globale è di circa 8,1, una diminuzione di 0,1 rispetto all’inizio della Rivoluzione Industriale. Questo cambiamento sottile nel livello di pH è allarmante, poiché una diminuzione di un’unità di pH equivale a un aumento di dieci volte nell’acidità.
Prospettive future
La ricerca del team di Hornbostel ha dimostrato che la sua tecnologia è promettente, ma richiederà la costruzione di capsule in grandi quantità e l’indagine su come la tecnologia può essere combinata con le infrastrutture esistenti, come le strutture di desalinizzazione. Il loro documento chiede ulteriori ricerche sulla tecnologia di cattura dell’anidride carbonica dell’acqua di mare, data l’acidificazione e il riscaldamento rapidi degli oceani.