I ricercatori dell’Università di Sydney stanno sviluppando un metodo innovativo per ridurre le emissioni industriali, utilizzando metalli liquidi per reazioni chimiche più efficienti dal punto di vista energetico. Questo approccio potrebbe rivoluzionare la produzione chimica. Il gallio liquido, ad esempio, è stato utilizzato in esperimenti per dimostrare questa tecnica.
Nonostante gli sforzi globali verso l’energia rinnovabile e l’elettrificazione, la produzione chimica rappresenta circa il 10-15% delle emissioni totali di gas serra. Oltre il 10% dell’energia mondiale viene consumata nelle fabbriche chimiche, con un trend in aumento a causa dell’elevato fabbisogno energetico necessario per innescare le reazioni chimiche utilizzate nella fabbricazione di diversi prodotti.
Il professore Kourosh Kalantar-Zadeh, a capo della Scuola di Ingegneria Chimica, ha evidenziato come le reazioni chimiche siano fondamentali nella creazione di quasi tutti i prodotti moderni, dai plastici di alta qualità per strumenti medici all’ammoniaca per l’agricoltura. Il processo attuale di produzione di questi materiali richiede quantità significative di energia, contribuendo all’aumento delle emissioni di gas serra.
Le reazioni chimiche per la produzione di idrogeno verde, la sintesi di polimeri e la decomposizione di materiali come i microplastici e sostanze persistenti come le sostanze per- e polifluoroalchiliche (PFAS) sono tutti obiettivi potenziali per miglioramenti tramite l’uso di metalli liquidi.
L’uso di metalli liquidi nelle reazioni chimiche è un concetto relativamente nuovo. La maggior parte delle reazioni chimiche si basa ancora su processi vecchi di decenni. Sfruttare l’intelligenza atomica dei metalli in forma liquida per guidare le reazioni rimane in gran parte inesplorato, ma presenta un enorme potenziale per trasformare il futuro delle industrie chimiche.
Il team del professor Kalantar-Zadeh ha testato l’anno scorso una tecnica che utilizza metalli liquidi, sperando possa sostituire i processi di ingegneria chimica ad alta intensità energetica che utilizzano catalizzatori solidi – metalli solidi o composti che causano reazioni chimiche – per creare una gamma di prodotti inclusi plastica, fertilizzanti, carburanti e materie prime. Recentemente, hanno dimostrato la possibilità di utilizzare leghe di metalli liquidi derivati da numerosi metalli per la produzione di idrogeno.
L’approccio del team consente di innescare reazioni chimiche a temperature inferiori, a differenza delle tecniche attuali che richiedono che i metalli siano riscaldati fino a diverse migliaia di gradi Celsius. I metalli liquidi, invece, dissolvono metalli catalitici come stagno, rame, argento e nichel a basse temperature, creando leghe che promuovono reazioni chimiche a bassa energia.
Questo studio è stato finanziato dalla Fellowship Laureate del Consiglio di Ricerca Australiano.