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NUOVE MEMBRANE POLIMERICHE PER AFFRONTARE IMPORTANTI SFIDE AMBIENTALI

    La ricerca lavora a tecnologie che possano ridurre la produzione ed emissioneemissione
    Qualsiasi sostanza solida, liquida o gassosa introdotta nell’atmosfera a seguito di processi naturali o antropogenici, che produce direttamente o indirettamente un impatto sull’ambiente.
    in atmosferaatmosfera
    Involucro di gas e vapori che circonda la Terra, costituito prevalentemente da ossigeno e da azoto, che svolge un ruolo fondamentale per la vita delle specie, perché fa da schermo alle radiazioni ultraviolette provenienti dal Sole. Essa si estende per oltre 1000 km al di sopra della superficie terrestre ed è suddivisa in diversi strati: troposfera (fino a 15-20 chilometri), stratosfera (fino a 50-60 chilometri), ionosfera (fino a 800 chilometri) ed esosfera.
    dei gas serra
    , considerati una delle minacce più serie per l’ambiente. Una di queste nuove tecnologie si basa sulle membrane, film sottili in grado di rimuovere, per esempio, la CO2 dai fumi di combustionecombustione
    Processo chimico esotermico (ovvero che comporta sviluppo di calore) in cui il combustibile si combina con l’ossigeno presente nell’aria oppure appositamente separato (comburente). La reazione di combustione avviene previo innesco localizzato (accensione).
    emessi dalle centrali elettriche.

    Un gruppo di ricercatori dell’Istituto per la tecnologia delle membrane del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Itm), con colleghi britannici dell’Università di Cardiff e dell’Università di Manchester, ha sviluppato membrane basate su materiali polimerici innovativi.

    Le membrane, come descritto sulle riviste ‘Advanced Materials’ e ‘Angewandte Chemie-International Edition’, possono essere impiegate per applicazioni nel campo della separazione di gas e vapori, traendo vantaggio dall’elevata permeabilità combinata con buoni fattori di separazione.

    “I materiali sviluppati presentano una cosiddetta microporosità intrinseca, cioè miliardi di cavità microscopiche che permettono il passaggio di piccole molecole di gas in maniera selettiva, con strutture molecolari particolarmente rigide che garantiscono un elevato volume libero a disposizione per la permeazione di gas”, commenta John Jansen, dell’Itm-Cnr e coordinatore dello studio. “Abbiamo sfruttato questa ‘marcia in più’ per ottenere membrane con prestazioni superiori alle attuali per separazioni di grande rilevanza industriale o ambientale, come la produzione economica dell’azotoazoto
    Elemento chimico costituente il 78% dell’aria in volume. L’uso commerciale più diffuso dell’azoto è nella produzione di ammoniaca, sostanza costituente dei fertilizzanti. L’azoto liquido è impiegato anche come refrigerante per il trasporto di alimenti.
    dall’aria o la rimozione della CO2 da gas di scaricoscarico
    Qualsiasi immissione di acque reflue in acque superficiali, sul suolo, nel sottosuolo e in rete fognaria, indipendentemente dalla loro natura inquinante, anche sottoposte a preventivo trattamento di depurazione. Sono esclusi i rilasci di acque previsti all’art. 114 (rilasci da diga).
    ”.

    Il lavoro è stato svolto nel corso del progetto DoubleNanoMem, ‘Nanocomposite and Nanostructured Polymeric Membranes for Gas and Vapour Separations’, finanziato dall’Unione Europea nell’ambito del VII programma quadro.

    I primi polimeri con microporosità intrinseca sono stati sviluppati circa un decennio fa da Peter Budd dell’Università di Manchester e da Neil McKeown dell’Università di Cardiff, anch’essi coautori della ricerca. “Tali materiali sono particolarmente interessanti perché combinano le proprietà dei polimerici classici e dei materiali ceramici, che consentono un setacciamento molecolare grazie a dimensioni dei pori ben definite e prossime a quelle di molecole di interesse per l’industria”, aggiunge Paola Bernardo, dell’Itm-Cnr e coautrice dello studio assieme a Fabio Bazzarelli e Gabriele Clarizia.

    La ricerca su membrane con microporosità intrinseca rientra tra gli obiettivi di un recente progetto Pon per la regione Calabria, in cui anche il gruppo di Jansen è coinvolto.

    Fonte: CNR

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