Cattura diretta dell'aria (DAC)
Una tecnologia progettata per rimuovere l'anidride carbonica direttamente dall'atmosfera, dove la sua concentrazione è molto bassa (~420 ppm). I due approcci principali utilizzano sistemi a solvente liquido, in cui l'aria viene fatta passare attraverso soluzioni chimiche (ad esempio, idrossido di potassio), o sistemi a sorbente solido, in cui l'aria passa su superfici simili a filtri che si legano chimicamente con la CO₂. La CO₂ catturata viene quindi rilasciata per lo stoccaggio o l'utilizzo.
La cattura diretta dell'aria (DAC) è una tecnologia a emissioni negative perché rimuove le emissioni storiche di CO2 dall'aria, a differenza della cattura puntuale che si limita a prevenire nuove emissioni. La principale sfida tecnica è la bassa concentrazione di CO2 nell'aria, che richiede lo spostamento di grandi quantità d'aria e l'utilizzo di assorbitori chimici ad alta efficienza, rendendo il processo costoso e ad alto consumo energetico.
In liquid solvent systems, large fans push air through an air contactor containing a strong chemical solution, typically an aqueous hydroxide solution. The CO2 reacts to form a carbonate salt. This salt solution is then heated in a separate reactor, which releases the CO2 in a pure stream and regenerates the original hydroxide solution for reuse. This process is continuous but requires high-temperature heat (up to 900°C).
In solid sorbent systems, air is blown over solid materials (sorbents) that have amines or other chemicals bonded to their surface. These chemicals selectively adsorb CO2 molecules. Once the sorbent is saturated, it is moved to a low-pressure, heated chamber where the CO2 is released. This process typically requires lower temperatures (80-120°C) than liquid systems, allowing for the use of waste heat or geothermal energy. Once the CO2 is captured and purified, it must be permanently sequestered underground or used in products like synthetic fuels or building materials to achieve a climate benefit.
UNESCO Nomenclature: 3305
Ö8211; Ingegneria chimica e tecnologia
Tipo
Processo industriale
Interruzione
Incrementale
Utilizzo
Tecnologia emergente
Precursori
- air scrubbing technology used in submarines and spacecraft for life support
- tecniche di separazione e purificazione dei gas industriali (ad esempio, adsorbimento a pressione oscillante)
- advances in chemical engineering and materials science for sorbent development
- understanding of acid-base chemistry
- theories on climate change and the need for negative emissions
Applicazioni
- providing CO2 for synthetic fuels (e.g., combining with green hydrogen)
- supplying CO2 to greenhouses to enhance plant growth
- carbonating beverages
- utilizzo nei progetti di cattura, utilizzo e stoccaggio del carbonio (CCUS)
- commercial DAC plants operated by companies like climeworks (switzerland) and carbon engineering (canada)
Brevetti:
- US7892348B2
- US8128749B2
- WO2010051693A1
Idee e potenziali innovazioni
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