Energia pulita dalla fotosintesi: una foresta artificiale per produrre elettricita’

Per produrre energia pulita, alcuni scienziati californiani hanno sviluppato una nano-struttura simile ad una foresta artificiale, per convertire la luce solare in idrogeno

Produrre energia pulita grazie alla fotosintesi. E’ stato questo, in pratica, l’obiettivo principale di un team di ricercatori californiani del Lawrence Berkeley National Laboratory, che ha dato recentemente vita al primo nano-sistema, pienamente integrato, per la fotosintesi artificiale.

Per produrre energia pulita infatti, gli scienziati hanno messo a punto una sorta di ‘foresta sintetica’ capace di sfruttare la fotosintesi artificiale, ossia un processo, creato in laboratorio, dove viene sfruttata la luce solare per la generazione di ‘combustibile chimico’ ecologico, (considerata, ad oggi, una delle più promettenti tecnologie solari ad emissioni zero).

Per produrre energia pulita, in particolare, si è passati ad una riproduzione, su larga scala, della famosa foglia artificiale, creata dal Massachusetts Institute of Technology (Mit) nel 2011. La foglia, come sappiamo, è in grado di riprodurre il processo di fotosintesi clorofilliana delle piante trasformando la luce del sole e l’acqua in energia. 

Per produrre energia pulita, quindi, il nuovo sistema si è basato su un meccanismo simile a quello della foglia artificiale: a contatto con l’acqua ed esposta al sole, la ‘foresta artificiale’, attraverso l’impiego di speciali co-catalizzatori, riesce ad accelerare le reazioni chimiche di separazione dell’idrogeno e dell’ossigeno presenti nel liquido, utili per l’alimentazione di una cella a combustibile e la produzione di elettricità a basso costo.

Per produrre energia pulita e facilitare la ‘fotolisi’ dell’acqua, (ossia quel processo fotochimico di scissione molecolare che, si solito, interviene nella fotosintesi delle piante), il nuovo sistema fotosintetico artificiale, stando a quanto dichiarato dai ricercatori della Berkeley, è stato ‘progettato geneticamente’ con due semiconduttori assorbitori di luce, uno ‘strato interfacciale’ per il trasporto della carica e dei co-catalizzatori spazialmente separati. 

Per produrre energia pulita, in pratica, sono state ‘costruite’ delle complesse eterostrutture di nano-fili, (dei particolari semiconduttori metallici e ultrasottili composti da fosfuro di indio, montati su superfici di un millimetro quadrato e contenenti ciascuna, milioni di fili invisibili), che appaiono come una vera e propria foresta artificiale, composta da alberi con tronchi di silicio e rami di ossido di titanio. Per ora, l’innovativo sistema promette di produrre solo una piccolissima parte di combustibile chimico (l’idrogeno) a basso impatto ambientale. Sotto la luce solare simulata, infatti, la foresta artificiale raggiunge, al livello sperimentale, raggiunge soltanto una conversione dello 0,12% della luce solare in idrogeno tramite la scissione delle molecole d’acqua. Un tasso, questo, dovrà essere necessariamente incrementato per un futuro uso commerciale del progetto.

(Matteo Ludovisi)