I ricercatori stanno sviluppando un nuovo tipo di membrana volta a desalinizzare l’acqua di mare e catturare contemporaneamente l’anidride carbonica dall’oceano. Il team, guidato dalla professoressa assistente Katherine Hornbostel della Swanson School of Engineering dell'Università di Pittsburgh, ha ricevuto una sovvenzione di 1,4 milioni di dollari dalla National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e dall'Office of Naval Research (ONR) per sviluppare questo innovativo membrana.
I ricercatori stanno esplorando l’uso di gruppi chimici specializzati rivestiti su membrane di desalinizzazione, che possono rilasciare efficacemente anidride carbonica, consentendone la cattura, lo stoccaggio o il riutilizzo. Il team, che comprende membri dell’Arizona State University, dell’Università della California, Irvine e del National Renewable Energy Laboratory (NREL), mira a dimostrare la fattibilità di questo approccio.
"Rimuovere l'anidride carbonica dall'oceano è impegnativo, ma l'uso di tecnologie simili esistenti per la desalinizzazione dell'acqua di mare può renderlo più fattibile", afferma Hornbostel. "Siamo alla ricerca di una soluzione alternativa che sia allo stesso tempo efficiente dal punto di vista energetico ed economicamente vantaggiosa."
I metodi comuni per la cattura diretta dell'oceano si basano su celle elettrochimiche. Sebbene efficaci nella rimozione dell’anidride carbonica, questi metodi sono ad alta intensità energetica e costosi. Hornbostel e il suo team mirano a dimostrare che rivestendo le membrane di desalinizzazione con speciali gruppi chimici, l'anidride carbonica può essere rilasciata, catturata, immagazzinata o riutilizzata in modo efficiente, in modo simile al processo di apertura di una bevanda gassata.
Rispetto ai metodi più tradizionali che prevedono la separazione elettrochimica dell’acqua di mare in flussi alcalini e acidi, l’approccio del team richiede molta meno energia elettrica per la rimozione del biossido di carbonio.
Tuttavia, il team deve prima determinare quale membrana è più adatta al processo di gorgogliamento. Studieranno le membrane ad osmosi inversa (RO) e a nanofiltrazione (NF). Le membrane di nanofiltrazione hanno requisiti energetici inferiori ma tassi di rimozione dell’anidride carbonica inferiori, mentre le membrane RO hanno tassi di rimozione dell’anidride carbonica più elevati ma requisiti energetici più elevati.
"Abbiamo in programma di condurre una valutazione tecnico-economica che ci consentirà di confrontare queste due opzioni e determinare quale è più scalabile oltre l'ambiente di laboratorio e negli attuali impianti di desalinizzazione dell'acqua di mare", afferma Hornbostel.
Questo progetto biennale, che combina la desalinizzazione dell'acqua di mare con una nuova membrana per la rimozione dell'anidride carbonica dall'oceano, è co-guidato anche dal professor Matthew Green dell'Arizona State University, dalla professoressa Jenny Yang dell'Università della California, Irvine, e dal dottor Abhishek Roy del NREL e il dottor Mou Paul del Laboratorio nazionale per le energie rinnovabili.
L’obiettivo di questa ricerca innovativa è sviluppare una tecnologia efficiente che affronti sia la desalinizzazione dell’acqua di mare che la cattura dell’anidride carbonica, offrendo una soluzione fattibile per rimuovere sale e carbonio dall’oceano.
