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Stoccare in modo permanente la CO2 nell’acqua di mare sotto forma di bicarbonato, senza effetti deleteri per l’ecosistema. L’idea non è solo oggetto di valutazione da parte degli scienziati, ma è già una start-up: Limenet, che oggi dispone del più grande impianto al mondo di questo tipo. La cattura e il sequestro della CO2 è notoriamente una delle alternative nella lotta al cambiamento climatico, e ci sono diversi approcci allo studio. Il processo messo a punto da Limenet ha il vantaggio di richiedere materie prime molto comuni (il carbonato di calcio, cioè in pratica il calcare) e di offrire una forma di stoccaggio estremamente semplice: la dispersione in mare, dove per di più il bicarbonato combatterebbe l’acidificazione delle acque. Ce lo racconta Stefano Caserini, professore di Cambiamenti climatici e di Ingegneria ambientale dell’Università di Parma.

Far fare alla luce il contrario di quello che siamo abituati ad associare al suo comportamento è la specialità dell’ospite di questa puntata. Siamo nel campo delle nanotecnologie, quel campo della ricerca scientifica specializzato nello sminuzzare la materia fino al punto in cui materiali comuni, dalle proprietà comuni, iniziano ad esibire comportamenti inaspettati, sorprendenti, strani. Così, con materiali di questo genere, è possibile per esempio convincere la luce a muoversi a spirale, oppure a scorrere come un liquido senza attrito lungo un condotto. Tutte cose che potrebbero servire alle future tecnologie fotoniche, su cui c’è moltissima ricerca in tutto il mondo: pensiamo, per esempio, al calcolo ottico, su cui si punta per abbattere drasticamente il consumo dei computer e dei data center. Ne parliamo con Antonio Ambrosio, direttore del Vectorial Nano-imaging lab dell’IIT.

La decarbonizzazione dei trasporti pesanti è al palo. Questo, in sintesi, è quanto emerge dall'analisi dell’Energy&Strategy group della School of Management del Politecnico di Milano. Secondo il report - nell’attuale quadro tecnologico, ma anche fiscale, di incentivi e di regole - il cosiddetto total cost of ownership, che tiene conto sia dei costi di acquisto che di gestione e manutenzione di un mezzo, vale circa 0,65 €/km per i mezzi a gasolio, che diventa 1,02 €/km per i veicoli elettrici (BET) e addirittura 2,47 €/km per i veicoli ad idrogeno: costi significativamente più alti, che spiegano perché le motorizzazioni alternative non prendano quota. Da sottolineare invece la sostanziale competitività di biodiesel e biometano, su cui forse sarebbe il caso di puntare in modo più netto per questa categoria degli autotrasporti. Ne parliamo con Davide Chiaroni, professore del Politecnico di Milano e Cofondatore dell’Energy Strategy

Si chiamano batterie a flusso e rappresentano una delle soluzioni più studiate per lo stoccaggio a lungo termine dell’energia. Si tratta forse della principale sfida rimasta sul tavolo per completare la cassetta degli attrezzi della transizione energetica. Le batterie a flusso permettono infatti di accumulare energia sotto forma di un liquido chimicamente reattivo, che al momento opportuno può essere fatto reagire producendo elettricità. Ma ciò richiede enormi quantitativi di questi liquidi, che va contro la necessità di evitare materie prime critiche o pericolose. Tuttavia, un gruppo di ricercatori della Northwestern University negli USA è riuscito a dar vita a una batteria a flusso che utilizza come liquido reattivo uno scarto industriale, abbondante e privo di altri utilizzi. Commentiamo questa notizia con Barbara Mécheri, professoressa di Fondamenti Chimici delle Tecnologie al Dipartimento di Scienze e Tecnologie Chimiche dell'Università di

Andiamo a Pisa per parlare di una frontiera della ricerca scientifica che mira ad arruolare gli animali nello svolgimento di compiti di difesa e gestione degli ecosistemi, come ripristinare habitat, controllare specie invasive, o raccogliere dati ambientali in tempo reale in modo non invasivo. Tutto, per mezzo dell’interazione con sistemi robotici. Parliamo, per esempio, di pesci robot infiltrati nei banchi di pesci per fare da leader e condurli in zone sicure; o anche di alveari robot in cui api robotiche danno indicazioni alle api bottinatrici su dove andare a raccogliere nettare. L’idea è che da questa interazione possano emergere proprietà e abilità che non sono la somma delle due, ma qualcosa di più. Di tutto questo ne parliamo con Donato Romano, ricercatore presso l’Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa.

Cosa serve per rendere meno distruttive le alluvioni, che il cambiamento climatico sta incrementando di numero e di intensità? Quali sono le priorità in termini di azione e quali le priorità in termini di ricerca scientifica? Qual è l’armamentario di conoscenze, modelli, strumenti di analisi di cui abbiamo bisogno per adattarci nel modo più efficace possibile? Rispondere a queste domande è essenziale per un Paese in cui la coperta è sistematicamente troppo corta. Ed è precisamente quanto hanno tentato di fare gli esperti della Fondazione RETURN - partenariato esteso del PNRR nato per affrontare i rischi naturali e antropici - i quali hanno stilato un documento di indirizzo che prova a mettere in ordine le priorità. Ce ne parla Alberto Montanari, professore di Costruzioni Idrauliche e Marittime e Idrologia al Dipartimento di Ingegneria Civile, Chimica, Ambientale e dei Materiali dell'Università di Bologna.

Le incisioni dei Camuni sono arrivate a noi ancora leggibili dopo millenni. Carta e papiri hanno resistito molti secoli. L’aspettativa di vita di un disco BluRay è di qualche decina di anni. Insomma: delle montagne di dati che produciamo potrebbe non rimanere nulla. Ma agenzie governative, istituti di ricerca e archivi nazionali hanno bisogno di supporti che ne garantiscano l’integrità per moltissimo tempo senza troppa manutenzione. Un gruppo di ricercatori della Università di Scienza e Tecnologia della Cina è riuscita a creare una memoria ad altissima densità basata su un cristallo di diamante: una specie di cristallo dati, come se ne sono visti a decine nei film di fantascienza, capace di metterli al sicuro per milioni di anni. Commentiamo la notizia insieme a Nicole Fabbri, Prima Ricercatrice dell’INO del CNR.

Non solo idrogeno. A competere per un ruolo di primo piano nella soluzione della più rilevante sfida tecnologica per la transizione energetica - cioè l’accumulo di energia su lunghe scale di tempo - c’è un piccolo drappello di elementi che la tavola periodica ci offre. Tra i pretendenti c’è anche lo zolfo, altro elemento che sappiamo essere molto reattivo, tanto da essere utilizzato nei fiammiferi. Accumulare l’energia solare utilizzando lo zolfo è l’obiettivo del progetto Pathfinder SULPHURREAL, finanziato con quasi 4 milioni di euro dall’Unione Europea, che vede l’ENEA impegnata nella realizzazione di un prototipo sperimentale nei laboratori del Centro Ricerche Casaccia. Ce ne parla Anna Chiara Tizzoni, Ricercatrice del Laboratorio Energia e Accumulo Termico di ENEA.

Computer quantistici, sensori quantistici, simulatori quantistici. Esistono ormai numerosi esempi di dispositivi di questo genere, che promettono di rivoluzionare i rispettivi settori. Ma il pieno potenziale della cosiddetta seconda rivoluzione quantistica sarà raggiunto solo facendo comunicare questi dispositivi con lo stesso linguaggio che ne contraddistingue il funzionamento: servono cioè reti di telecomunicazione quantistiche. Parliamo di reti in fibra ottica di cui esistono ormai diversi esempi, ma si tratta di reti dedicate. E se fosse invece possibile usare le stesse infrastrutture in fibra ottica lungo le quali già transita il traffico dati convenzionale? Insomma: Telecomunicazioni quantistiche e classiche possono convivere? E’ proprio quello che ha dimostrato un gruppo di ricercatori della Northwestern University in Illinois, con un esperimento descritto sulla rivista scientifica Optics. Ne parliamo con Davide Calonico, Direttore Scientifico dell’Istituto Nazionale di

Dall’istituto di Geochimica di Guangzhou, in Cina, arriva una tecnologia innovativa per estrarre le terre rare, che ridurrebbe drasticamente, almeno secondo quanto riportato su Nature Sustinability, l’impatto ambientale delle operazioni minerarie. Si tratta di un metodo estrattivo che richiederebbe pochissimi scavi: infatti i ricercatori cinesi, guidati da Jianxi Zhu, hanno trovato il modo di convincere questi minerali a migrare e concentrarsi in precisi punti di raccolta, attratti dai campi elettrici generati da un sistema di elettrodi inseriti nel terreno. Commentiamo la notizia con l'aiuto di Andrea Dini, Primo Ricercatore dell’Istituto di Geoscienze e Georisorse del CNR.