Riduzione chimica della CO2
I chimici guidati dal professore Mougel ricercano la riduzione elettrochimica della CO2 ad alcol e molecole correlate. L'alcol e gli idrocarburi correlati che ne derivano potrebbero essere utilizzati come materie prime chimiche e contemporaneamente ridurre le emissioni di CO2 dall'aria. Molto di ciò che accade in questa promettente reazione non è ancora chiaro, ma il professore Mougel e il suo team stanno facendo luce su di essa.
Il gruppo di Victor Mougel ha recentemente collaborato con Toyota per studiare questa reazione in modo più approfondito. Abbiamo parlato con il Prof. Victor Mougel e Coral Felipe (ingegnere di R&S presso la divisione Material Engineering di Toyota).
Prof. Mougel, quali sono le principali aree di applicazione della sua ricerca sulle emissioni di CO2-Riduzione?
Victor Mougel: La fornitura di materie prime chimiche è di grande importanza. Nel corso degli sforzi globali per la decarbonizzazione e la riduzione delle emissioni di gas serra, questa reazione offre un grande potenziale. Permette di continuare a utilizzare prodotti chimici essenziali per settori come i materiali, la medicina e i fertilizzanti. Può anche facilitare l'accumulo di energia in forma chimica, superando l'efficienza delle batterie. Inoltre, consente la produzione di carburante a emissioni zero, particolarmente importante nei settori in cui non è possibile una transizione completa ai veicoli elettrici.
Come è nata questa collaborazione?
Victor Mougel: Toyota mi ha avvicinato durante una conferenza e mi ha espresso l'interesse a collaborare. Dopo una discussione e la definizione di obiettivi comuni, abbiamo avviato un progetto di un anno che può essere esteso se necessario.
Coral Felipe: In Toyota abbiamo cercato partner di cooperazione in Europa e abbiamo trovato il gruppo del Prof. Mougel. La loro esperienza nell'imitare i processi naturali per convertire la CO2 negli idrocarburi è complementare al nostro e rende la collaborazione ideale. Le loro ricerche all'avanguardia sulla scalabilità della CO2-La riduzione delle emissioni di carbonio è in linea con l'impegno di Toyota per la sostenibilità e ci avvicina al nostro obiettivo di un futuro più sostenibile.
Come procede la collaborazione?
Victor Mougel: La nostra collaborazione è forte e beneficia del prezioso feedback di Toyota. Apprezziamo le intuizioni provenienti dall'esterno del mondo accademico e siamo desiderosi di integrare le prospettive industriali nella nostra ricerca. Sia il nostro team che il dipartimento di ricerca di Toyota sono impegnati nell'esplorazione di nuovi materiali e tecnologie per guidare una società a zero emissioni di carbonio.
Coral Felipe: In questa partnership, Toyota guida il progetto e ne stabilisce la direzione e gli obiettivi, mentre il team del Prof. Mougel contribuisce con intuizioni tecniche e approcci innovativi. La loro esperienza nelle soluzioni bio-ispirate permette di esplorare nuove strade e di applicare ricerche di punta. Trasparenza, comunicazione e rispetto reciproco caratterizzano la nostra collaborazione, con entrambi i team che lavorano armoniosamente verso obiettivi comuni.
Quali sono i principali obiettivi di Toyota per il progetto comune?
Coral Felipe: La nostra collaborazione con il gruppo del Prof. Mougel è centrale nell'iniziativa di ricerca di Toyota Motor Europe. Stiamo conducendo una ricerca sulla CO2-Riduzione per trovare modi innovativi per la conversione della CO2 L'obiettivo è sviluppare idrocarburi propri che siano in linea con i nostri obiettivi ambientali (ad esempio, la neutralità delle emissioni di carbonio entro il 2040). Anche se siamo ancora in una fase iniziale, puntiamo a sviluppare soluzioni praticabili che possano essere implementate nelle nostre attività e potenzialmente commercializzate.
LA CO2 è probabilmente la molecola meno desiderabile oggi, soprattutto quando viene emessa in atmosfera. Ridurlo attraverso una reazione chimica ad alcol e prodotti chimici correlati sembra essere molto gradito a diverse industrie. Perché questo processo non è ancora ampiamente disponibile?
Victor Mougel:La reazione chimica è complessa e porta alla formazione di idrocarburi e altri intermedi e sottoprodotti che ne compromettono l'efficienza e ne oscurano i meccanismi. Per comprendere la reazione, studiamo diversi sistemi, concentrandoci su tre fattori chiave: l'interfaccia trifase, il pH locale e gli effetti superficiali del catalizzatore solido. I metodi spettroscopici forniscono approfondimenti a livello molecolare e facilitano un'analisi accurata. Inoltre, progettiamo e sviluppiamo catalizzatori principalmente a base di rame, la cui stabilità deve ancora essere migliorata per poterne sfruttare il potenziale industriale.
Prof. Mougel, la sua ricerca si ispira spesso alla natura, come il ragno subacqueo che respira sott'acqua mantenendo uno strato di gas intorno a sé. In che modo questo ha migliorato la reazione?
Victor Mougel: Lo strato superidrofobico del ragno subacqueo gli permette di respirare sott'acqua intrappolando l'aria. Imitando questo concetto con gli alcanetidi cerosi sui nostri catalizzatori, otteniamo una maggiore produzione di idrocarburi con il gas di carbonio intrappolato vicino al catalizzatore. Ispirandoci alla natura, utilizziamo miliardi di anni di evoluzione per migliorare l'efficienza delle reazioni. Senza questo sistema ispirato ai ragni, il contenuto di CO2 difficoltà a raggiungere l'elettrodo, con conseguenti basse emissioni di idrocarburi. Inoltre, questa ricerca potrebbe portare alla riduzione elettrochimica di N2 ad ammoniaca, ottenendo così la sostenibilità delle emissioni di CO2-Il nuovo metodo offre un'alternativa neutrale al processo Haber-Bosch, un significativo progresso industriale.
Contatti/Link:
Gruppo Mougel - Molecole e materiali bio-ispirati
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