La tecnologia Direct Air Capture sarà abilitata dalla stampa 3D con il GE Research DOE Award
Il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti (DOE) sta scommettendo su una tecnologia di cattura del carbonio ancora molto nascente per tentare di affrontare il riscaldamento globale incontrollato e si sta rivolgendo a GE per farlo. Insieme a chimici e ingegneri della UC Berkeley e della University of South Alabama , GE Research è stata selezionata per un progetto di due anni per sviluppare un metodo per la cattura diretta dell’aria (DAC) dell’anidride carbonica (CO2). Il DOE ha assegnato al team 1,5 milioni di dollari, con una quota di spesa di 500.000 dollari da GE e dai suoi partner.
Il progetto prevede l’utilizzo di uno scambiatore di calore stampato in 3D realizzato con materiali per l’assorbimento di CO2 dall’aria. Il processo è simile a un progetto GE separato finanziato dalla Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) per estrarre l’acqua dall’aria. Le specifiche di come funziona quella tecnologia non sono state dettagliate, a parte il fatto che si baserà su un materiale che assorbe il carbonio. GE saranno scambiatori di calore per la stampa 3D pensati per ottimizzare la gestione della temperatura all’interno del sistema di estrazione del carbonio per massimizzare il processo.
Il gruppo UC Berkeley, guidato dal Professore di Chimica Omar Yaghi , è focalizzato sui materiali assorbenti stessi, avendo studiato quest’area dalla metà degli anni ’90.
“Dalla prima cristallizzazione e prova della porosità delle strutture metallo-organiche rispettivamente nel 1995 e nel 1998, abbiamo continuato a sviluppare la loro chimica e il loro design su scala atomica/molecolare”, ha affermato Yaghi.
Il team della University of South Alabama, sotto la guida del Prof. Grant Glover, sarà dedicato alla determinazione dei materiali per l’intero sistema. aiutano a orientare la scelta dei materiali giusti per il sistema.
Glover ha affermato: “I Metal Organic Frameworks (MOF) offrono un’entusiasmante opportunità per progettare materiali per separare i gas. Con l’opportunità di abbinare queste intuizioni con il team GE che ha esperienza nella produzione e nello sviluppo del prodotto, le possibilità di ciò che possiamo portare alla cattura della CO2 sono piuttosto entusiasmanti”.
David Moore è il Principal Investigator e Technology Manager per la fisica e la chimica dei materiali presso GE Research. Moore ha spiegato che, combinando la conoscenza dell’UC Berkeley sui materiali assorbenti e la modellazione dell’assorbimento dell’Università del Sud Alabama, e i test con l’esperienza di GE nei materiali, nella gestione termica e nella stampa 3D, il team lavorerà per sviluppare un sistema unico per DAC.
“Attraverso questo progetto, miriamo a dimostrare la fattibilità di un sistema che potrebbe diventare una futura soluzione economica su larga scala per una diffusa decarbonizzazione del settore energetico”, ha affermato Moore.
Il progetto GE Research è solo una delle quattro nuove iniziative dedicate al DAC che hanno ricevuto un totale di 6 milioni di dollari dall’Office of Fossil Energy and Carbon Management (FECM) del DOE. Il Georgia Institute of Technology utilizzerà anche la stampa 3D per creare un sistema DAC modulare con l’Oak Ridge National Laboratory, che ha già studiato l’uso della stampa 3D per la cattura del carbonio . Complessivamente, il DOE sta finanziando 10 progetti DAC totali con 12 milioni di dollari, come parte dell’obiettivo del governo degli Stati Uniti di raggiungere emissioni nette pari a zero entro il 2050.
Sicuramente, la stampa 3D giocherà un ruolo nell’ottimizzazione di un’ampia varietà di progetti per le nuove tecnologie energetiche, ma il fatto che il DoE stia investendo così pesantemente in DAC è preoccupante, per non dire altro. La ragione più importante è che il pianeta deve ridurre le emissioni di CO2 di almeno il 55% dei livelli del 1990 entro il 2030 per evitare che il clima diventi così squilibrato da portare a cambiamenti irreversibili dell’ecosistema che potrebbero porre fine alla vita sulla terra .
Al momento, il DAC è una tecnologia quasi inesistente, il che significa che, sebbene possa avere del potenziale in un lontano futuro, dovrebbe essere più un metodo di riserva per ridurre la CO2 atmosferica. Occorre invece ridurre immediatamente le attività di emissione di carbonio e mantenere i combustibili fossili nel sottosuolo. Tuttavia, anche se dovesse svilupparsi alla scala necessaria, ci sono una serie di questioni da considerare, come il fatto che DAC potrebbe consumare fino a un quarto dell’energia mondiale entro il 2100 , esacerbando essenzialmente il nostro attuale uso eccessivo di energia piuttosto che ridurre esso.
Altri problemi includono il fatto che non sappiamo se potremmo implementare una tale tecnologia su scala adeguata abbastanza rapidamente per affrontare l’emergenza climatica. Carbon Brief si esprime così , esaminando uno studio relativo a DAC:
“Raggiungere 30 GtCO2/anno di cattura di CO2 – una scala simile alle attuali emissioni globali – significherebbe costruire circa 30.000 fabbriche DAC su larga scala”, afferma il documento. Per fare un confronto, oggi nel mondo ci sono meno di 10.000 centrali elettriche a carbone.
“Se il DAC dovesse essere realizzato utilizzando piccoli sistemi modulari, entro il 2100 potrebbero essere necessari fino a 30 m”, afferma il documento. “Confronta questo numero con i 73 milioni di veicoli leggeri che vengono costruiti ogni anno”.
Ci sono numerosi altri motivi per mettere DAC più in basso nell’elenco delle priorità quando si tratta di affrontare il riscaldamento globale, che vanno dalla possibilità di perdite e dal fatto che incentiva le aziende di combustibili fossili esistenti a mantenere le loro infrastrutture esistenti.
