{"id":10341,"date":"2021-11-04T13:50:42","date_gmt":"2021-11-04T12:50:42","guid":{"rendered":"https:\/\/www.umweltperspektiven.ch\/?p=5054"},"modified":"2022-02-09T11:06:44","modified_gmt":"2022-02-09T10:06:44","slug":"co2-kann-zur-wertvollen-ressource-werden","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.organisator.ch\/it\/sustainability\/2021-11-04\/co2-kann-zur-wertvollen-ressource-werden\/","title":{"rendered":"La CO2 pu\u00f2 diventare una risorsa preziosa"},"content":{"rendered":"<figure id=\"attachment_5055\" aria-describedby=\"caption-attachment-5055\" style=\"width: 680px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-medium wp-image-5055\" src=\"\/\/www.umweltperspektiven.ch\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/Depositphotos_324932314_S.jpg\" alt=\"\" width=\"680\" height=\"510\" srcset=\"https:\/\/www.organisator.ch\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/Depositphotos_324932314_S.jpg 1000w, https:\/\/www.organisator.ch\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/Depositphotos_324932314_S-680x510.jpg 680w, https:\/\/www.organisator.ch\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/Depositphotos_324932314_S-768x576.jpg 768w, https:\/\/www.organisator.ch\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/Depositphotos_324932314_S-16x12.jpg 16w, https:\/\/www.organisator.ch\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/Depositphotos_324932314_S-233x175.jpg 233w, https:\/\/www.organisator.ch\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/Depositphotos_324932314_S-467x350.jpg 467w, https:\/\/www.organisator.ch\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/Depositphotos_324932314_S-920x690.jpg 920w, https:\/\/www.organisator.ch\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/Depositphotos_324932314_S-300x225.jpg 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 680px) 100vw, 680px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-5055\" class=\"wp-caption-text\">\u00a9 Depositphotos, gmac84<\/figcaption><\/figure>\n<p>Una delle pi\u00f9 grandi sfide del nostro tempo \u00e8 ridurre la concentrazione di anidride carbonica (CO<sub>2<\/sub>) e altri gas a effetto serra nell'atmosfera. Questo \u00e8 l'unico modo per fermare il cambiamento climatico. Per fare questo, non \u00e8 solo necessario ridurre rapidamente le emissioni dell'industria, dei trasporti e delle famiglie. Per raggiungere in tempo gli obiettivi climatici concordati - come mostrano molte analisi - dobbiamo anche aggiungere attivamente CO<sub>2<\/sub> o intercettarlo alla fonte per renderlo innocuo.<\/p>\n<p>Una domanda importante \u00e8: cosa succede poi a questo gas serra? Una possibilit\u00e0 \u00e8 quella di rinchiuderlo, per cos\u00ec dire. Questo viene gi\u00e0 fatto nei cosiddetti progetti CCS (Carbon Capture and Storage) e la CO<sub>2<\/sub> pompato in depositi sotterranei come il gas naturale esaurito o i depositi di sale. L'altra opzione \u00e8 quella di usare la CO<sub>2<\/sub> come materia prima - chiamato CCU (Carbon Capture and Utilisation). Pu\u00f2 essere usato direttamente come agente estinguente, refrigerante o fertilizzante. Pi\u00f9 gratificante, tuttavia, \u00e8 il suo uso come materia prima per altri prodotti.<\/p>\n<p>Studi precedenti del PSI, tra gli altri, hanno dimostrato che i prodotti monossido di carbonio (CO) e acido formico (HCOOH) sono particolarmente promettenti perch\u00e9 possono essere prodotti abbastanza facilmente dall'anidride carbonica: insieme all'acqua per elettrolisi. L'acido formico \u00e8 usato, per esempio, come agente antireumatico in medicina o come agente mordente e impregnante nell'industria tessile e del cuoio. Il monossido di carbonio, per esempio, \u00e8 necessario come agente riducente nella fusione dei minerali - ma soprattutto pu\u00f2 essere usato insieme all'idrogeno per produrre combustibili sintetici. E questi sono considerati molto promettenti per il futuro, poich\u00e9 possono sostituire il diesel, la benzina e la paraffina da fonti fossili ed emettere CO<sub>2<\/sub>-neutro.<\/p>\n<p>Il PSI sta facendo molte ricerche in questo campo: insieme all'Empa, l'Istituto di ricerca sui materiali e la tecnologia del settore dei PF, all'inizio di quest'anno ha lanciato l'iniziativa SynFuels, che \u00e8 finanziata dal Consiglio dei PF. Inoltre, il PSI ha giocato un ruolo di primo piano nel centro di competenza federale per la ricerca sull'immagazzinamento dell'elettricit\u00e0 e del calore (SCCER Heat and Electricity Storage). Entrambe le iniziative hanno reso possibile la ricerca del presente studio.<\/p>\n<p>Come parte dello studio, i ricercatori del PSI, insieme a colleghi internazionali, hanno ora studiato se l'elettrolisi di CO<sub>2<\/sub> a CO o HCOOH pu\u00f2 essere gestito in modo economicamente redditizio e se produce pi\u00f9 CO<sub>2<\/sub> di quanto genera se stesso attraverso le sue necessit\u00e0 energetiche. In altre parole, il processo pu\u00f2 fare soldi e allo stesso tempo agire come un'emissione di CO<sub>2<\/sub>-L'affondamento protegge il clima?<\/p>\n<p><strong>Simulazione di sei diverse fabbriche di elettrolisi<\/strong><\/p>\n<p>In primo luogo, i ricercatori guidati dal primo autore Bernhard Pribyl-Kranewitter - uno studente di dottorato presso il laboratorio di elettrochimica del PSI durante lo studio - hanno setacciato la letteratura scientifica per i dati sui sistemi di elettrolizzatori a bassa temperatura pi\u00f9 efficienti che producono CO e HCOOH. \"Abbiamo selezionato i quattro migliori progetti per la produzione di monossido di carbonio - compreso uno sviluppo interno brevettato da PSI - e i due migliori progetti per la produzione di acido formico\", spiega Pribyl-Kranewitter. I ricercatori hanno poi costruito e modellato virtualmente impianti elettrochimici su larga scala per la produzione delle due sostanze chimiche per le rispettive architetture cellulari. \"Abbiamo usato un software di simulazione, in parte molto complesso, per poter rappresentare il pi\u00f9 realisticamente possibile le prestazioni delle celle su scala industriale\".<\/p>\n<p>Nelle loro simulazioni, i ricercatori hanno eseguito due scenari: Il primo era basato sulla tecnologia attuale e presupponeva 75 tonnellate di produzione di CO o HCOOH al giorno. Il secondo scenario, ottimista, postula che la tecnologia migliorer\u00e0 nei prossimi anni e che si faranno progressi in alcuni parametri importanti e nella possibile produzione totale. Ha simulato 100 tonnellate al giorno. Entrambi gli scenari presuppongono una durata di vita di 25 anni per gli impianti.<\/p>\n<p>Il risultato delle simulazioni: L'acido formico pu\u00f2 essere prodotto con profitto in entrambi gli scenari nelle cosiddette celle a microfluido. Tuttavia, la sua produzione causa pi\u00f9 CO<sub>2<\/sub> di quanto consuma. Ci\u00f2 \u00e8 dovuto principalmente al consumo di energia relativamente alto: l'acido formico \u00e8 prodotto come liquido in soluzione con l'acqua e deve essere separato con un processo ad alta intensit\u00e0 energetica per poterlo utilizzare. Allo stesso tempo, meno CO<sub>2<\/sub> che per la stessa quantit\u00e0 di monossido di carbonio. L'attuale mix elettrico dell'UE, pi\u00f9 della met\u00e0 del quale \u00e8 ancora basato sui combustibili fossili, produce 235 grammi di CO<sub>2<\/sub> per kilowattora. Come la CO<sub>2<\/sub>-La produzione di acido formico potrebbe servire solo come lavandino ad un valore inferiore a 137 grammi per chilowattora. In altre parole, la quota di energie rinnovabili deve aumentare considerevolmente prima che l'elettrolisi di CO<sub>2<\/sub> all'acido formico ha un effetto positivo sul clima.<\/p>\n<p><strong>Il monossido di carbonio ha gi\u00e0 il potenziale per diventare un CO<sub>2<\/sub>-Lavello<\/strong><\/p>\n<p>Nella produzione di monossido di carbonio nei sistemi di celle alcaline comunemente usati per questo scopo, un valore inferiore a 346 grammi per chilowattora \u00e8 gi\u00e0 sufficiente perch\u00e9 il prodotto \u00e8 prodotto come un gas e pu\u00f2 essere facilmente separato. \"La produzione di monossido di carbonio ha quindi gi\u00e0 il potenziale per ridurre le emissioni di CO<sub>2<\/sub>-sink\", dice il leader del progetto Thomas Justus Schmidt, capo dell'area di ricerca Energia e Ambiente al PSI. \"E questo diventa ancora pi\u00f9 grande quanto pi\u00f9 aumenta la quota di energie rinnovabili nel mix elettrico\". Tuttavia, il monossido di carbonio non potrebbe essere prodotto con profitto con nessuna architettura di cella nello scenario di base, anche se la cella di elettrolisi sviluppata al PSI ha raggiunto il pi\u00f9 alto potenziale qui. Nello scenario ottimista, invece, tutte e quattro le architetture sono state in grado di ottenere un risultato positivo, e quella di PSI \u00e8 stata addirittura migliore di una delle cellule per la produzione di acido formico. \"Anche se questi risultati sono gi\u00e0 positivi, il potenziale economico della nostra architettura cellulare non \u00e8 ancora esaurito\", dice Pribyl-Kranewitter. Inoltre, i ricercatori sperano che i costi dei catalizzatori e delle membrane diminuiscano.<\/p>\n<p>\"Il risultato dello studio \u00e8 molto promettente\", sottolinea Schmidt. La produzione di monossido di carbonio ha mostrato un miglioramento medio del 22% nello scenario ottimista rispetto alla produzione di acido formico. Ci\u00f2 significa che se la tecnologia si sviluppa ulteriormente e i prezzi diventano pi\u00f9 economici come previsto, il monossido di carbonio ha il maggior potenziale per un uso economico ed ecologico dell'anidride carbonica a conti fatti. \"La sua produzione pu\u00f2 dare un contributo importante alla svolta energetica, poich\u00e9 \u00e8 una cosiddetta tecnologia a emissioni negative\", dice Schmidt. Soprattutto perch\u00e9 il mercato qui \u00e8 molto pi\u00f9 grande di quello dell'acido formico. La produzione globale di CO nel 2015 era di 210 gigatonnellate, mentre quella di HCOOH nel 2019 era solo 0,76 megatonnellate, una mera frazione. \"Dovremmo quindi concentrarci sull'ulteriore sviluppo delle emissioni di CO<sub>2<\/sub>-elettrolisi per la produzione di monossido di carbonio\", raccomanda Schmidt. \"E perseguire l'acido formico come alternativa\".<\/p>\n<p><em>\u00a0<\/em><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Eine der gr\u00f6ssten Herausforderungen unserer Zeit ist es, die Konzentration von Kohlendioxid (CO2) und anderen Treibhausgasen in der Atmosph\u00e4re zu verringern. Nur so k\u00f6nnen wir den Klimawandel aufhalten. Dazu ist es nicht nur notwendig, die Emissionen von Industrie, Verkehr und Haushalten rapide zu senken. 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