Il cobalto salverà il mondo?

Un gruppo di ricercatori cinesi ha ideato un nuovo sistema per trasformare e utilizzare l’anidride carbonica (CO₂) come fonte di energia: un sistema che almeno in teoria potrebbe ridurre enormemente le emissioni nocive nell’atmosfera dovute per lo più alle attività umane e considerate la causa principale del riscaldamento globale. La nuova soluzione è basata su un materiale fatto di cobalto sviluppato dal Laboratorio nazionale di scienze fisiche di Hefei, in Cina, e che in sostanza permette di convertire la CO₂ in un tipo di formiato, un sale che può essere utilizzato come una sorta di carburante pulito. Saranno necessari anni prima di un eventuale utilizzo commerciale del nuovo sistema, ma la scoperta è ritenuta tra le più promettenti degli ultimi anni nel settore dei materiali per ridurre l’impatto degli inquinanti.

Come ricordano in molti grazie alla tavola periodica studiata a scuola o al tipo di blu che porta il suo nome, il cobalto è un elemento chimico che fa parte della serie dei metalli di transizione. Il nuovo materiale è stato realizzato creando una sorta di microscopico panino composto da molecole di cobalto e ossigeno, dallo spessore di circa quattro atomi, spiegano i ricercatori nel loro studio pubblicato sulla rivista scientifica Nature. Semplificando: se il panino viene sottoposto a una piccola corrente elettrica, le molecole di CO₂ che vengono fatte passare attraverso il materiale si trasformano, diventando formiato. Il processo fa sì che un atomo di idrogeno, costituito da un elettrone e un protone, si leghi all’atomo di carbonio della molecola CO₂. Quando si crea il legame, un elettrone passa a uno dei due atomi di ossigeno dell’anidride carbonica, portando alla trasformazione della CO₂ in CHOO^–, cioè in un formiato.

Ricerche per ottenere un simile risultato erano già state effettuate in precedenza, ma questa è la prima volta in cui si riesce a ricreare in laboratorio un processo vantaggioso dal punto di vista energetico. Il problema era spesso dovuto alla sovratensione, cioè alla quantità di energia dispersa per effettuare la trasformazione della CO₂: il prodotto risultante era di gran lunga inferiore rispetto all’energia consumata per produrlo. Il nuovo materiale sviluppato in Cina permette invece di mantenere bassa la sovratensione e al tempo stesso di avere tassi di produzione di formiato più alti, senza compromettere la stabilità del processo di conversione.

Nel loro studio, i ricercatori cinesi scrivono che grazie al cobalto hanno potuto realizzare un flusso stabile di formiato mantenendo il loro nuovo materiale “a 10 milliampere per centimetro quadrato nel corso di 40 ore, ottenendo il 90 per cento di formiato dalla reazione chimica con una sovratensione pari a soli 0,24 volt”. In pratica la ricerca dice che il rapporto tra energia consumata per la reazione e quantità di prodotto ottenuta è vantaggiosa dal punto di vista ambientale, perché consente di ottenere un combustibile e di sfruttare uno scarto come la CO₂, invece di immetterla nell’atmosfera o di pomparla in riserve sotterranee per evitare che faccia danni.

I risultati della ricerca sono considerati molto promettenti, ma potrebbero essere necessari anni prima di vedere impiegata la nuova tecnologia fuori dai laboratori. In futuro potrebbero essere realizzati sistemi per riciclare le enormi quantità di anidride carbonica disperse ogni anno nell’ambiente dalle centrali elettriche: il gas potrebbe essere raccolto e convogliato in dispositivi di conversione a cobalto per diventare una seconda fonte di energia pulita. La produzione energetica sarebbe in questo modo basata in buona parte sul riciclo di un gas, con il doppio beneficio di avere nuove risorse energetiche e minori emissioni.