Trasformare la CO2 in carburante - con l'aiuto dei rifiuti delle batterie
L'upcycling come strumento di cambiamento climatico: da vecchie batterie e resti di fogli di alluminio è stato creato un nanocatalizzatore che può essere utilizzato per convertire la CO2 in metano
I rifiuti delle batterie rappresentano un grave problema ambientale: contengono sostanze che mettono a rischio la salute umana e gli ecosistemi. Allo stesso tempo, contengono anche materiali preziosi come il nichel, di cui abbiamo urgente bisogno, ad esempio per la produzione di nuove batterie. È quindi urgente migliorare i metodi di riciclaggio delle batterie.
Michael Stöger-Pollach, Hamilton Uchenna Aharanwa, Qaisar Maqbool, Günther Rupprechter (da sinistra a destra)
Technische Universität Wien
L'Università di Tecnologia di Vienna è ora riuscita a sviluppare un processo che può essere utilizzato per recuperare il nichel dalle batterie al nichel-metallo idruro usate. Ma non è tutto: da questi rifiuti di batteria e dai fogli di alluminio usati, come quelli utilizzati in cucina, è stato prodotto un nanocatalizzatore che converte laCO2 dell'aria in prezioso metano. In questo modo è possibile ridurre il problema dei rifiuti e allo stesso tempo ottenere un combustibile neutrale dal punto di vista climatico.
Riciclaggio delle batterie: importante per l'ambiente e l'economia
"Le batterie moderne, come quelle al nichel-metallo idruro (Ni-MH) e agli ioni di litio, sono costituite da vari componenti, il che rende i processi di riciclaggio e recupero tecnologicamente impegnativi", afferma il Prof. Günther Rupprechter dell'Istituto di Chimica dei Materiali della TU Wien, responsabile del progetto di ricerca. "Uno smaltimento improprio può portare a perdite chimiche, incendi e inquinamento ambientale".
Il recupero del nichel dalle batterie Ni-MH usate è anche di grande importanza economica: Nell'UE, le batterie usate e gli scarti della produzione di batterie potrebbero fornire circa il 16% del nichel necessario entro il 2030, sufficiente per equipaggiare da 1,3 a 2,4 milioni di veicoli elettrici (EV) all'anno.
Nonostante questo potenziale, le attuali capacità di riciclaggio nell'UE e nel Regno Unito sono solo un decimo di quelle che saranno necessarie entro il 2030. È quindi necessario investire nelle infrastrutture di riciclaggio.
Upcycling: dall'utilizzo dei rifiuti allacattura di CO2
"Il riciclaggio è un passo importante, ma un impatto ancora maggiore può essere ottenuto con l'upcycling del nichel in catalizzatori in grado di produrre carburanti", afferma il dottor Qaisar Maqbool, autore principale dello studio.
Il team ha estratto il nichel da batterie Ni-MH usate e ha prodotto ossido di alluminio da fogli di alluminio usati. Questi materiali sono stati poi convertiti in un potente nanocatalizzatore in modo ecologico, utilizzando metodi di chimica verde.
"Il nostro nanocatalizzatore è composto per il 92-96% da ossido di alluminio e per il 4-8% da nichel, ideale per convertire il gas serraCO2 insieme all'idrogeno in metano", spiega Günther Rupprechter. Il processo non richiede né alta pressione né alte temperature; il catalizzatore funziona alla normale pressione atmosferica e a una temperatura facilmente raggiungibile di 250°C.
Da gas serra a energia pulita
Si tratta di un metodo per convertire laCO2 in un prezioso combustibile in modo neutrale per il clima: Il metano svolge un ruolo importante come fonte di energia nell'industria, ad esempio. "Ora vogliamo studiare come questo processo possa essere scalato per applicazioni tecnologiche", afferma il Prof. Günther Rupprechter. "Crediamo che questo approccio possa cambiare la produzione di carburante sostenibile. Il nostro approccio fornisce una soluzione al problema del clima - e in un modo che aiuta anche a risolvere un problema pressante di rifiuti".
Anche il materiale riciclato può essere riciclato
Molti catalizzatori si disattivano con il passare del tempo, perché a un certo punto il catalizzatore cambia struttura o diventa meno efficace a causa dell'accumulo di materiali estranei. Nello studio non è stata osservata alcuna disattivazione di questo tipo. Tuttavia, è stato importante per il team pensare in termini di cicli chiusi e considerare anche come il catalizzatore stesso possa essere riciclato.
"Per chiudere il ciclo della sostenibilità, i catalizzatori usati possono essere scomposti nei loro componenti originali, in modo da poter essere riutilizzati", spiega il dottor Qaisar Maqbool. In questo modo si garantisce che l'intero processo rimanga ecologico e che la quantità di rifiuti sia ridotta al minimo".
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