Liquid metal catalyst solidifies CO2 for safe storage / Il catalizzatore di metallo liquido solidifica la CO2 per una conservazione sicura
In what is claimed to be a world first, researchers have used a liquid metal catalyst to turn CO2 back into solid coal, an advance with implications for carbon capture and storage.
Published in Nature Communications, the research led by RMIT University in Melbourne, Australia is claimed to offer an alternative direction for safely and permanently removing the greenhouse gas from the atmosphere.
Technologies for carbon capture and storage (CCS) involve compressing CO2 into a liquid form, transporting it to a suitable site and injecting it underground but implementation has been hampered by engineering challenges, economic viability and environmental concerns about possible leaks from the storage sites.
RMIT researcher Dr Torben Daeneke said converting CO2 into a solid could be a more sustainable approach.
“While we can’t literally turn back time, turning carbon dioxide back into coal and burying it back in the ground is a bit like rewinding the emissions clock,” said Daeneke, an Australian Research Council DECRA Fellow.
“To date, CO2 has only been converted into a solid at extremely high temperatures, making it industrially unviable.
“By using liquid metals as a catalyst, we’ve shown it’s possible to turn the gas back into carbon at room temperature, in a process that’s efficient and scalable.
“While more research needs to be done, it’s a crucial first step to delivering solid storage of carbon.”
Lead author, Dr Dorna Esrafilzadeh, a Vice-Chancellor’s Research Fellow in RMIT’s School of Engineering, developed the electrochemical technique to capture and convert atmospheric CO2 to storable solid carbon.
To convert CO2, the researchers designed a liquid metal catalyst with specific surface properties that made it extremely efficient at conducting electricity while chemically activating the surface.
According to RMIT, the carbon dioxide is dissolved in a beaker filled with an electrolyte liquid and a small amount of the liquid metal, which is then charged with an electrical current.
The CO2 slowly converts into solid flakes of carbon, which are naturally detached from the liquid metal surface, allowing the continuous production of carbonaceous solid.
“A side benefit of the process is that the carbon can hold electrical charge, becoming a supercapacitor, so it could potentially be used as a component in future vehicles,” Esrafilzadeh said. “The process also produces synthetic fuel as a by-product, which could also have industrial applications.”
The research was conducted at RMIT’s MicroNano Research Facility and the RMIT Microscopy and Microanalysis Facility. The collaboration involved researchers from Germany (University of Munster), China (Nanjing University of Aeronautics and Astronautics), the US (North Carolina State University) and Australia (UNSW, University of Wollongong, Monash University, QUT).
ITALIANO
In quello che si dice essere il primo al mondo, i ricercatori hanno usato un catalizzatore di metallo liquido per trasformare la CO2 in carbone solido, un anticipo con implicazioni per la cattura e lo stoccaggio del carbonio.
Pubblicato in Nature Communications, la ricerca condotta dalla RMIT University di Melbourne, in Australia, è affermata per offrire una direzione alternativa per rimuovere in modo sicuro e permanente il gas serra dall'atmosfera.
Le tecnologie per la cattura e lo stoccaggio del carbonio (CCS) coinvolgono la compressione di CO2 in una forma liquida, trasportandola in un sito adatto e iniettandola nel sottosuolo, ma l'implementazione è stata ostacolata da sfide ingegneristiche, redditività economica e preoccupazioni ambientali circa possibili perdite dai siti di stoccaggio.
Il ricercatore di RMIT, Dr Torben Daeneke, ha affermato che convertire CO2 in un solido potrebbe essere un approccio più sostenibile.
"Anche se non possiamo letteralmente tornare indietro nel tempo, riportare il biossido di carbonio nel carbone e seppellirlo nel terreno è un po 'come riavvolgere l'orologio delle emissioni", ha detto Daeneke, un consiglio della ricerca australiano.
"Ad oggi, la CO2 è stata convertita in un solido a temperature estremamente elevate, rendendolo industrialmente non redditizio.
"Usando i metalli liquidi come catalizzatore, abbiamo dimostrato che è possibile riportare il gas in carbonio a temperatura ambiente, in un processo efficiente e scalabile.
"Anche se è necessario fare ulteriori ricerche, è un primo passo cruciale per fornire un solido stoccaggio di carbonio."
L'autrice principale, la dott.ssa Dorna Esrafilzadeh, ricercatrice del vice-cancelliere della RMIT School of Engineering, ha sviluppato la tecnica elettrochimica per catturare e convertire la CO2 atmosferica in carbonio solido immagazzinabile.
Per convertire la CO2, i ricercatori hanno progettato un catalizzatore di metallo liquido con proprietà superficiali specifiche che lo hanno reso estremamente efficiente nel condurre elettricità mentre si attivava chimicamente la superficie.
Secondo RMIT, il biossido di carbonio viene sciolto in un becher riempito con un liquido elettrolitico e una piccola quantità di metallo liquido, che viene quindi caricato con una corrente elettrica.
La CO2 si trasforma lentamente in scaglie di carbonio solide, che sono naturalmente staccate dalla superficie metallica liquida, consentendo la produzione continua di solido carbonioso.
"Un vantaggio collaterale del processo è che il carbonio può contenere carica elettrica, diventando un supercondensatore, quindi potrebbe potenzialmente essere usato come componente nei veicoli futuri", ha detto Esrafilzadeh. "Il processo produce anche combustibile sintetico come sottoprodotto, che potrebbe anche avere applicazioni industriali."
La ricerca è stata condotta presso il MicroNano Research Facility di RMIT e la Microscopy RMIT e Microanalysis Facility. La collaborazione ha coinvolto ricercatori dalla Germania (Università di Munster), Cina (Nanjing University of Aeronautics and Astronautics), Stati Uniti (North Carolina State University) e Australia (UNSW, Università di Wollongong, Monash University, QUT).
Da:
https://www.theengineer.co.uk/liquid-metal-catalyst-co2/?cmpid=tenews_7529885&utm_medium=email&utm_source=newsletter&utm_campaign=tenews&adg=B69ABBDE-DA23-4BA2-B8C3-86E1E1A9FA79
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