Elettroriduzione catalitica dell'anidride carbonica a metanolo

Dalla seconda metà del secolo scorso il mondo scientifico ha evidenziato un trend in crescita dei gas serra e la loro correlazione con l’innalzamento delle temperature del pianeta. Tra questi gas, l’anidride carbonica (CO2) desta più preoccupazione. Nell’affrontare la sfida della riduzione dei livelli di anidride carbonica, si sono al momento delineate due principali tendenze legate ad uno sviluppo sostenibile: quella di rivolgersi verso nuove energie che riducano le emissioni e quella di sviluppare protocolli praticabili sia per la cattura e lo stoccaggio geologico, sia per la conversione dell’anidride carbonica in prodotti chimici e combustibili. La conversione e il riutilizzo della CO2 sembra essere un’ottima soluzione. Una delle tecniche più all’avanguardia da un punto di vista economico e ambientale è l’elettroriduzione catalitica, che consente di convertire la CO2 in prodotti chimici ad elevato valore aggiunto. Tuttavia, ottenere una riduzione della CO2 tramite l’impiego di più di due elettroni risulta essere difficoltoso: un esempio è rappresentato dalla difficile conversione a metanolo. Il metanolo, però, è un prodotto vantaggioso, perché può essere usato al posto di diversi combustibili fossili come carburante all’interno di alcuni motori e in infrastrutture di distribuzione energetica. Il processo chimico prevede l’utilizzo di 6 elettroni (e-) e 6 protoni (H+) e avviene sulla superficie del catalizzatore. L'acqua subisce ossidazione all'anodo e vengono rilasciati elettroni che si muovono attraverso un filo esterno per giungere al catodo e ridurre la CO2 a metanolo. La reazione soffre, però, di basse efficienze e basse rese di reazione. Si rende necessario, pertanto, mettere a punto delle strategie che permettano di migliorare il processo riduttivo e rendano possibile la sua applicazione in campo industriale. I punti chiave sono rappresentati dall’utilizzo di appropriati elettrodi che sopprimano la reazione di evoluzione dell’idrogeno e dall’impiego di appropriati elettrocatalizzatori. I seleniuri di rame e le cobalto ftalocianine, sono alcuni dei sistemi catalitici più moderni per l’elettroriduzione della CO2 a metanolo. La riduzione elettrocatalitica dell’anidride carbonica a metanolo ed ad altri combustibili mediante un processo efficiente è estremamente utile sia per diminuire la concentrazione di CO2 in atmosfera sia limitare la dipendenza energetica dai combustibili fossili.