Individuato un nuovo materiale per estrarre l'anidride carbonica dall'aria e dai gas di scarico
Sintesi chimica del materiale COF-999 di successo
Gli esperti del clima sono d'accordo: per affrontare la crisi climatica, non dovremo solo ridurre le emissioni di anidride carbonica(CO2), ma anche filtrare il gas dannoso per il clima direttamente dall'aria e dai gas di scarico. A tal fine, gli scienziati stanno lavorando sulle cosiddette tecnologie di "cattura diretta dell'aria" e sono alla ricerca di materiali adatti che leghino bene (adsorbano)le molecole di CO2 e - quando la temperatura aumenta - le rilascino anche in forma concentrata, in modo che il gas possa essere immagazzinato, ad esempio, nel sottosuolo.
La sintesi chimica del materiale COF-999 ha avuto successo
Sulla rivista Nature , un gruppo di ricerca internazionale, tra cui il Prof. Dr. Joachim Sauer della Humboldt-Universität zu Berlin (HU), riferisce della sintesi chimica dello speciale materiale COF-999, che il dottorando Zihui Zhou del gruppo di ricerca del Prof. Dr. Omar Yaghi dell'Università della California (UC) a Berkeley è riuscito a produrre. Il materiale è un composto a struttura organica (Covalent Organic Framework - COF) in cui le poliammine, legate alla struttura nei pori, garantiscono l'adsorbimento delle molecole di anidride carbonica.
"La particolarità è che il materiale non solo ha un'altissima capacità di assorbimento diCO2, ma che questa è addirittura diverse volte superiore in presenza di acqua. L'acqua, che è sempre presente nell'aria ambiente e nei gas di scarico, non interferisce in questo caso, ma sorprendentemente ha un effetto estremamente positivo", afferma Sauer, noto chimico quantistico e ricercatore senior presso l'Istituto di Chimica della Humboldt-Universität.
Il ricercatore HU chiarisce il funzionamento del materiale utilizzando calcoli di chimica quantistica
In qualità di membro del team di ricerca, Joachim Sauer è stato responsabile dell'elucidazione chimica quantistica della modalità di azione del materiale a livello atomico. Le conoscenze acquisite negli esperimenti non erano sufficienti per determinare l'esatta posizione degli atomi (gruppi amminici) nella struttura solida porosa a cui si "agganciano" lemolecole di CO2. Pertanto, il primo passo è stato quello di creare un modello strutturale conforme ai risultati degli esperimenti. Il secondo passo critico è stato quello di calcolare la forza con cui laCO2 si lega ai vari gruppi amminici in posizioni diverse e come questo cambia in presenza di molecole d'acqua (H2O).
Prof. Dr. Joachim Sauer: "I nostri calcoli di chimica quantistica sono indispensabili perché la comprensione atomica del funzionamento delle cose è la base per lo sviluppo di materiali ulteriormente migliorati. Attualmente stiamo lavorando su questo aspetto con i nostri partner dell'UC Berkeley e dell'Università di Chicago".
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Pubblicazione originale
Zihui Zhou, Tianqiong Ma, Heyang Zhang, Saumil Chheda, Haozhe Li, Kaiyu Wang, Sebastian Ehrling, Raynald Giovine, Chuanshuai Li, Ali H. Alawadhi, Marwan M. Abduljawad, Majed O. Alawad, Laura Gagliardi, Joachim Sauer, Omar M. Yaghi; "Carbon dioxide capture from open air using covalent organic frameworks"; Nature, Volume 635, 2024-10-23
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