Immaginate di poter sviluppare lo stesso potere delle piante, quello della fotosintesi. Potremmo soddisfare la nostra crescente domanda di energia con idrogeno verde e biodiesel carbon neutral. Sono decenni chee gli scienziati cercano di raggiungere questo obiettivo: il prossimo 8 giugno, il chimico Chengyu Liu illustrerà all’Università di Leiden, in Olanda, un’altra tappa che fa avanzare la tecnologia della fotosintesi artificiale. Ora l’obiettivo è alla nostra portata già in questo secolo.
Passi avanti verso una rivoluzione
È lo stesso Chengyu Liu, uno dei maggiori ricercatori sulla fotosintesi artificiale, a settare la ‘roadmap’ verso la rivoluzione. “Penso che la prima vera applicazione della fotosintesi artificiale ci sarà già entro vent’anni”. Io aggiungo che, considerate le tempistiche di adozione, serviranno poi altri 20 o 30 anni per il suo utilizzo su larga scala. Questo ci porta al 2070 circa. Niente male, per un obiettivo che fino a qualch tempo fa era considerato impossibile.
Vero idrogeno verde
Esistono già veicoli alimentati a idrogeno, ma la produzione di questo vettore richiede una quantità significativa di energia. L’idrogeno “verde” di cui si favoleggia oggi comporta semplicemente che l’energia per ottenerlo proviene da una pala eolica o da un pannello solare anziché da carbone, gas o petrolio. Con la fotosintesi artificiale, l’energia per produrre idrogeno verrebbe direttamente dal sole.
Come sarà il nostro mondo quando la fotosintesi artificiale sarà lo standard? Avremo “alberi artificiali con foglie artificiali” per soddisfare il nostro fabbisogno energetico?
Liu pensa più a una diffusione capillare (come oggi per i pannelli solari sui tetti) o a grandi impianti di fotosintesi nel deserto. Quello che conta, comunque, è abbassare i prezzi e ottimizzare i dispositivi: solo questo provocherà un’adozione di massa.
“Sarebbe fantastico se potessimo utilizzare l’acqua di mare,” dice lo scienziato, “perché è abbondante. Useremmo dispositivi che producono energia molto a buon mercato con luce solare gratuita, acqua di mare gratuita e CO2 gratuita.”
Due componenti chiave per la fotosintesi artificiale: scissione dell’acqua e riduzione della CO 2
La fotosintesi artificiale, come quella naturale delle piante, si compone di due processi. Uno è la scissione dell’acqua in idrogeno e ossigeno. Il secondo è la conversione dell’anidride carbonica in idrocarburi ricchi di energia. L’obiettivo è costruire un dispositivo che riduca contemporaneamente i livelli di CO 2 nell’aria e produca combustibili e ossigeno.
Nel suo dottorato di ricerca ricerca, Liu si è concentrato sulla prima parte: ricavare idrogeno e ossigeno dall’acqua. Un acceleratore di reazione o un catalizzatore può aiutare a rendere quella reazione più efficiente dal punto di vista energetico. Liu ha sviluppato strategie per progettare catalizzatori più efficienti. Il catalizzatore ideale non è solo efficiente, ma anche economico e facilmente reperibile. Traduco: non dovrebbe comportare metalli rari.
Lo studio di Liu ha fatto progredire il campo della fotosintesi artificiale, rivelando nuove regole di progettazione e metodi per una fotocatalisi efficiente. “I risultati forniscono conoscenze essenziali e un approccio pratico. Non vedo l’ora di continuare il mio lavoro”
