Gli scienziati dell'Università di Helsinki presentano un promettente assorbente liquido che cattura la CO₂ in modo efficiente e a basso consumo energetico, con l'obiettivo di superare gli ostacoli in termini di costi e sostenibilità nella tecnologia di cattura diretta dell'aria.
I ricercatori dell'Università di Helsinki hanno presentato un nuovo e promettente adsorbente liquido per la cattura diretta dell'anidride carbonica dall'aria (DAC). Il team afferma che questo materiale combina un'elevata capacità di assorbimento, una rigenerazione a basso consumo energetico e un potenziale di riutilizzo. Queste caratteristiche, se sfruttate su larga scala, potrebbero contribuire a ridurre i costi e le perdite energetiche che hanno caratterizzato molti approcci DAC.
Il lavoro, guidato dalla ricercatrice post-dottorato Zahra Eshaghi Gorji, si concentra su un composto superbase-alcol formato da 1,5,7-triazabiciclo[4.3.0]non-6-ene (TBN) e alcol benzilico (TBN-BA). Gli autori riferiscono che un grammo del sorbente liquido può assorbire circa 156 milligrammi di CO₂ dall'aria ambiente non trattata e che il composto "non ha reagito con azoto, ossigeno o altri gas atmosferici", rendendolo selettivo per la cattura della CO₂. Il team evidenzia un ulteriore vantaggio pratico: la CO₂ catturata può essere rilasciata a temperature modeste. Come ha osservato The Register, il composto "necessita di soli 30 minuti di esposizione ad aria a 70 °C (158 °F) per rilasciare la sua CO₂", una temperatura di rigenerazione molto più bassa rispetto ad alcuni sorbenti che richiedono temperature molto elevate.
Il resoconto della ricerca fornito dall'Università di Helsinki riecheggia tali affermazioni sulle prestazioni, sottolineando la riciclabilità e la pulizia del recupero di CO₂. I ricercatori hanno dichiarato al Register che dopo il primo ciclo di cattura e rilascio "la capacità di assorbimento è diminuita di circa il 25%, quindi stimiamo che circa il 75% della CO₂ sia stato recuperato" e che "dopo il secondo ciclo, tuttavia, quasi tutta la CO₂ è stata rimossa". I test di riutilizzo hanno mostrato che il materiale ha mantenuto circa il 75% della sua capacità di assorbimento dopo 50 cicli e circa il 50% dopo 100 cicli, a indicare durevolezza ma anche un evidente degrado che deve essere affrontato per un uso commerciale di lunga durata.
Il gruppo di Helsinki ha affermato esplicitamente che il lavoro rimane su scala di laboratorio e che la traslazione all'uso industriale richiederà ulteriori sviluppi. Secondo The Register, il team sta perseguendo la conversione del sorbente liquido in forme solide incorporandolo in supporti come silice e ossido di grafene, poiché i sistemi DAC operativi in genere privilegiano i sorbenti solidi per la gestione e l'integrazione dei processi. Il progetto SuperBase Solutions dell'Università sta già lavorando su metodi di produzione scalabili ed economici per composti superbasici, con l'obiettivo di accelerare la produzione, il controllo qualità e la conformità normativa per le applicazioni industriali.
Ricerche indipendenti e letteratura tecnica sottolineano sia il potenziale che le sfide pratiche che l'approccio di Helsinki cerca di affrontare. Un rapporto tecnico del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti sui sorbenti a bassa temperatura di rigenerazione esamina l'uso di sistemi amminici catalizzati e liquidi ionici per migliorare la cinetica di assorbimento/desorbimento e ridurre il fabbisogno energetico, e presenta progetti di processo concettuali e dati economici preliminari che suggeriscono che i sorbenti catalizzati potrebbero ridurre i costi della DAC se scalati in modo efficace. L'Oak Ridge National Laboratory ha esplorato una strada alternativa, la DAC quasi criogenica utilizzando fisisorbenti come zeolite 13X e CALF-20 a temperature sub-ambiente, riscontrando il potenziale per costi livellati sostanzialmente inferiori quando si abbinano il funzionamento a bassa temperatura e adsorbenti idonei. Studi pubblicati sulle zeoliti mostrano inoltre che l'impiego a bassa temperatura può rendere i fisisorbenti economici competitivi per la rimozione di CO₂ ambiente in condizioni fredde e secche. Altri lavori hanno esaminato percorsi ibridi, ad esempio l'accoppiamento di assorbenti con rigenerazione elettrochimica per rilasciare CO₂ a temperatura ambiente, evitando il desorbimento ad alta intensità di calore.
Questi studi più ampi evidenziano un compromesso familiare nello sviluppo di DAC: i sorbenti chimici che legano fortemente la CO₂ a condizioni ambientali spesso richiedono elevata energia o processi complessi per rilasciare il gas, mentre i fisisorbenti possono essere più facili da rigenerare ma possono richiedere basse temperature o un maggiore ingombro dell'impianto. Il composto TBN-BA di Helsinki cerca una via di mezzo, un sorbente chimico con una temperatura di desorbimento relativamente bassa, ma il suo deterioramento del ciclo di vita segnalato e l'attuale necessità di convertire una formulazione liquida in un sorbente solido praticabile sono ostacoli che il team deve superare per dimostrarne la fattibilità commerciale.
I ricercatori di Helsinki e i loro materiali istituzionali sottolineano inoltre la non tossicità e i bassi costi di produzione del TBN-BA. L'iniziativa SuperBase Solutions afferma che il gruppo ha compiuto progressi verso la produzione su scala industriale di composti superbase, compresi gli sforzi per costruire un sistema prototipo automatizzato. Tali progressi nella produzione sarebbero importanti se un sorbente solido a base di TBN-BA venisse distribuito su larga scala, dato che qualsiasi contributo significativo alla mitigazione del clima richiede volumi molto elevati di materiale.
Limitazioni di tempo e risorse potrebbero influenzare i progressi. Il Register ha riferito che Eshaghi Gorji è in congedo parentale fino a ottobre 2026 e che il passaggio del progetto alla fase di test su scala pilota proseguirà nella misura in cui la capacità del team lo consentirà. I ricercatori riconoscono che "lo sviluppo di un prodotto commerciale richiede tempo, finanziamenti e sforzi significativi" e hanno rifiutato di fornire una tempistica precisa.
Il contesto industriale e politico accentua l'urgenza: il Register ha osservato che le emissioni di CO₂ da combustibili fossili hanno raggiunto un livello record nel 2025, una tendenza determinata in parte dalla crescente domanda di energia da parte dei data center e di altri utenti ad alta intensità energetica. Questo contesto aiuta a spiegare perché i materiali di cattura della CO₂ a basso costo e a basso consumo energetico attirino l'attenzione: anche modeste riduzioni dell'energia necessaria per rigenerare i sorbenti, o miglioramenti nel ciclo di vita, possono influire materialmente sul costo livellato della cattura e sulle emissioni del ciclo di vita degli impianti DAC.
Attualmente, il risultato del TBN-BA di Helsinki rappresenta un progresso su scala di laboratorio che aggiunge un'opzione potenzialmente utile al portafoglio di composti chimici DAC. Secondo l'Università di Helsinki, i prossimi passi sono la conversione a sorbenti solidi e le prove di prestazione in un impianto DAC su scala pilota. La capacità di queste dimostrazioni di colmare le lacune rimanenti, la durabilità in numerosi cicli di cattura-rilascio, l'integrazione pratica tra sorbente solido e solido e la convalida economica su larga scala determineranno se il composto passerà dall'essere una promessa scientifica a uno strumento industriale per la mitigazione del cambiamento climatico.
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