Energia da acqua sporca grazie alla fotosintesi di una foglia artificiale

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photo credit: Luz Adriana Villa A. via photopin cc
photo credit: Luz Adriana Villa A. via photopin cc

Da un paio di anni a questa parte un team di scienziati sta ricercando il modo di replicare il processo di fotosintesi dei vegetali artificialmente: lo scopo è ottenere energia a costo praticamente nullo, sfruttando il sole per ricavare idrogeno ed ossigeno dall’acqua.

Il progetto ebbe inizio anni addietro ed è sempre stato condotto dal ricercatore Daniel Nocera, spostatosi nel frattempo da una delle istituzioni di ricerca più prestigiose al mondo, il MIT, ad un’altra, Harvard, entrambe di sede a Cambridge, area metropolitana di Boston.

I fondi per lo sviluppo della “foglia artificiale” sono stati erogati dall’Air Force Office of Scientific Research: tanto interesse è dovuto al fatto che questa potrebbe essere una valida soluzione alla carenza energetica che affligge milioni di persone al mondo ma anche un supporto alla tecnologia delle fuel cell ad idrogeno nel campo della mobilità pulita.

Delle dimensioni non più grandi di quelle di una foglia d’acero, il dispositivo consiste di un “waferdi silicio ricoperto da catalizzatori in grado di rompere le molecole d’acqua e scinderle in idrogeno e ossigeno entrambi allo stato gassoso. È sufficiente immergere la “foglia” in un contenitore pieno d’acqua esposto al sole per vedere i gas risalire in superficie: questi possono così essere immagazzinati ed usati come carburante nelle fuel cell che producono energia elettrica.

L’unico ostacolo alla sua realizzazione commerciale era rappresentato dalla necessità di operare con sola acqua depurata per impedire che la presenza di batteri inibisse l’attività dei catalizzatori: ma l’inconveniente è ora stato superato, come reso noto da Nocera stesso in una conferenza all’American Chemical Society.

La soluzione è stata trovata sviluppando dei catalizzatori in grado di rigenerarsi e ripararsi in autonomia, come fossero esseri viventi: in questo modo possono degradare la propria superficie facendola diventare ruvida ed inospitale per la formazione di biofilm da parte dei batteri naturalmente presenti nell’acqua per poi auto-ripararsi.

La foglia è così in grado di continuare a lavorare anche in acqua contaminata, presupposto importante per un suo impiego nelle aree meno sviluppate del mondo, assai bisognose di fonti d’energia pulita.

La “foglia artificiale” è un progetto che rientra nell’alveo della ricerca di nuovi sistemi di produzione di energia, in questo caso specifico tramite sintesi dell’idrogeno, puliti e dagli impatti ambientali ed economici azzerati. Grazie all’impiego di materiali poco costosi e ad una progettazione pensata per la produzione in serie, questo dispositivo può essere la risposta ad una parte dei bisogni di quei milioni di persone (sempre in aumento) che vivono in zone dove la distribuzione di energia è carente e l’accesso all’acqua pulita un lusso.

L’intento di Nocera non è, come afferma lui stesso nell’articolo dell’American Chemistry Society, quello di realizzare un prodotto super-efficiente ma di offrire la possibilità a tutti di avere la propria energia a basso costo: basti pensare che un quarto di litro d’acqua è sufficiente a fornire 100 watt di elettricità per 24 ore.

 

Una ricerca veramente simile l’avevamo già riportata qualche mese fa e riguardava proprio la produzione di energia per fuel cell a partire dal controllo della fotosintesi vegetale: in quel caso, però, erano i batteri stessi ad essere indotti a modificare il processo replicato in vitro.

Non c’è dubbio che dietro l’angolo del nostro futuro ci aspettano differenti soluzioni per la produzione alternativa di energia: uno dei grandi crucci della mobilità pulita è infatti proprio legata all’impatto ambientale non più dei veicoli bensì dell’energia stessa che occorre per alimentarli.

 

Andrea Lombardo

Fonte: AmericanChemistrySociety via CleanTechnica

 

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