Recuperare energia dalle emissioni di CO2

Titolo del progetto di ricerca

C02CAP - Energy harvesting from CO2 emission exploiting ionic liquid-based CAPacitive mixing

Area scientifica 

Cattura della CO2, Energie rinnovabili, Nanotecnologie

Abstract 

Il progetto CO2CAP si propone di recuperare energia dalle emissioni di CO2 attraverso l’impiego di un dispositivo elettrochimico innovativo che sfrutta liquidi ionici green in grado di catturare la CO2 con un approccio meno inquinante e più efficiente rispetto ai metodi tradizionali.

Descrizione del progetto di ricerca 

La riduzione dell’anidride carbonica immessa nell’aria e il suo recupero sono tra i grandi temi aperti nell’ambito del contrasto alle emissioni inquinanti e climalteranti.

CO2CAP si propone di rendere questo processo più semplice, efficiente e sostenibile, con un approccio multidisciplinare basato su nanotecnologie, ingegneria dei materiali e modelli fisico-chimici che permettono un design innovativo di tutte le componenti del sistema.

Quando due soluzioni con concentrazione differente di una qualche specie vengono mescolate, il processo genera energia, detta energia di miscelamento. Questo fenomeno è stato finora studiato solo applicato ai gradienti salini (es. foce di un fiume). Il progetto CO2CAP sfrutta invece questo meccanismo (miscelazione capacitiva, CapMix), utilizzando il gradiente di concentrazione di CO2 tra due soluzioni durante il suo assorbimento tramite ioni liquidi. L’idea di base è che questo assorbimento risulti in una variazione di carica su due elettrodi affacciati al liquido ionico, recuperando quindi energia. Le nuove tecnologie che il progetto metterà a punto riguardano elettrodi innovativi a base carbonio e liquidi ionici bioderivati che permetteranno di massimizzare la carica all’interfaccia elettrodo/elettrolita e giocheranno al tempo stesso il ruolo di elettroliti (conduttori di ioni) e mezzi di assorbimento della CO2. CO2CAP permetterà di ottenere un doppio vantaggio: una produzione sostenibile di energia catturando la CO2 e la disponibilità, alla fine del processo, di CO2 allo stato puro ri-utilizzabile per altri processi industriali. 

Impatto sulla società 

Importanti sforzi di ricerca sono dedicati a diminuire progressivamente la dipendenza dai combustibili fossili per ridurre le emissioni di CO2. Al tempo stesso è fondamentale migliorare i meccanismi di cattura della CO2 emessa e studiare il suo possibile riutilizzo con tecnologie sostenibili.

Il progetto CO2CAP avrà un impatto sulla ricerca fondamentale, permettendo di conoscere meglio i meccanismi alla base dell’interazione della CO2 con liquidi ionici, utile al funzionamento di numerosi strumenti di produzione e stoccaggio di energia.

Produrrà inoltre un importante avanzamento tecnologico sviluppando uno strumento per lavorare direttamente sui gas effetto serra presenti in atmosfera, permettendo di ottenere CO2 allo stato puro, pronta per l’uso in altri processi industriali e consentendo al tempo stesso produzione di energia elettrica.

Breve CV del Coordinatore

Andrea Lamberti è ricercatore senior in Fisica della materia e docente di Tecnologie per le nanoscienze al Dipartimento Scienza Applicata e Tecnologia del Politecnico di Torino. Si è laureato in ingegneria fisica e ha svolto un dottorato di ricerca in Dispositivi Elettronici al Politecnico di Torino. Ha avuto esperienze di post-dottorato presso il Politecnico e l’Istituto Italiano di Tecnologia.

Ha numerose collaborazioni nazionali e internazionali, ad esempio con King Abdullah University of Science and Technology - KAUST (Arabia Saudita), Molecular Foundry Berkeley (Stati Uniti), Bionics Institute Melbourne (Australia). È autore di oltre 100 pubblicazioni su riviste internazionali peer-reviewed e 3 capitoli di libro. Ha contribuito significativamente a progetti sulla microfluidica, materiali nanostrutturati e dispositivi per l’energia che hanno portato a numerosi brevetti.

C02CAP project has received funding from the European Research Council (ERC) under the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme  grant agreement No 949916

  • Budget: 1.497.500 euro
  • Data inizio: 1/01/2021
  • Data fine: 31/12/2025