È possibile realizzare filtri per la cattura dell'anidride carbonica utilizzando la stampa 3D

Questo processo produttivo, utilizzando la stampa 3D, rende tutto più veloce e preciso.

Le emissioni di CO2 di origine antropica nell’ultimo mezzo secolo hanno causato un brusco aumento dei livelli di CO2 nell’atmosfera. Porta ad un effetto serra esacerbato e al riscaldamento globale. Pertanto, l’eliminazione delle emissioni di CO2 da fonti puntuali significative è tra le misure di mitigazione più critiche per combattere la crisi del cambiamento climatico.

In uno studio recente, gli scienziati della North Carolina State University hanno dimostrato che la stampa 3D può essere utilizzata per creare filtri per la cattura dell’anidride carbonica. Hanno creato appositamente un materiale idrogel in grado di contenere anidrasi carbonica, un enzima che accelera la conversione dell'anidride carbonica e dell'acqua in bicarbonato.

L’autore principale dello studio Jialong Shen, assistente professore di ricerca di ingegneria tessile, chimica e scienza presso la NC State, ha dichiarato: “Questo processo di produzione, utilizzando la stampa 3D, rende tutto più veloce e preciso. Puoi realizzare questo materiale funzionale se ne hai accesso. a una stampante e alle materie prime."

Gli scienziati hanno mescolato una soluzione contenente due diversi composti organici – o “inchiostro” da stampa – e un enzima chiamato anidrasi carbonica. Hanno poi stampato i filamenti filiformi dell’idrogel in una griglia bidimensionale. Allo stesso tempo, solidificano la soluzione con la luce UV così come è stata stampata.

L’idrogel è stato progettato per essere estruso in un filamento continuo e meccanicamente abbastanza robusto da poter essere stampato in 3D. Le nostre cellule, che contengono enzimi in aree compartimentate riempite di fluido e sono riempite di fluido, sono servite da modello per il nostro design. Ambienti come questi sono ideali per consentire l’attività enzimatica.

È stata esaminata l'efficacia della raccolta del carbonio del filtro e gli scienziati hanno anche valutato le caratteristiche del materiale per determinare quanto bene si piegherebbe e si torcerebbe. In un esperimento su piccola scala, hanno scoperto che il filtro catturava il 24% dell’anidride carbonica in una combinazione di gas. Il filtro aveva un diametro inferiore a 2 centimetri. Tuttavia, potrebbe essere ingrandito e assumere altre forme modulari per impilarli in un'alta colonna, anche se la velocità di cattura è inferiore a quella ottenuta nei progetti precedenti. Ciò potrebbe migliorare l'efficacia della cattura.

Shen ha dichiarato: "Per ottenere una velocità di acquisizione più elevata, dovremmo ingrandire il diametro del filtro o impilare più filtri uno sopra l'altro. Non pensiamo che sia un problema; questo è stato un test iniziale su un piccolo scala per facilitare i test."

Per quanto riguarda la durata della filtrazione, è stato riscontrato che il materiale raggiunge il 52% delle prestazioni iniziali di cattura del carbonio dopo più di 1.000 ore.

La co-autrice dello studio Sonja Salmon, professoressa associata di ingegneria tessile, chimica e scienza presso la NC State, ha dichiarato: "Questo lavoro è ancora in fase iniziale, ma i nostri risultati suggeriscono che ci sono nuovi modi per produrre materiali per i dispositivi di cattura del carbonio. Stiamo offrendo speranza per la cattura del carbonio”.

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