Fotosintesi artificiale

Dopo aver girovagato per Amsterdam, fotografando i famosi e pittoreschi canali, Max e Lily si diressero verso l’Università di Amsterdam, famosa nel mondo, che stava lavorando alla fotosintesi artificiale nell’abito dello studio dell’energia solare.

Entrambi sapevano bene che il modo migliore di terminare il loro viaggio era quello di acquisire una conoscenza approfondita su questa tematica della ricerca, che studia il processo di produzione d’energia che la natura utilizza da miliardi di anni, per cercare d’imitarlo al fine di impiegarlo nella produzione di energia elettrica necessaria a soddisfare il fabbisogno energetico della civiltà moderna.

Lily esordì così “L’energia trova impiego in innumerevoli ambiti, ma le tre principali richieste sono: per il riscaldamento, per la produzione di elettricità e per i trasporti. La fotosintesi artificiale è particolarmente utile e soddisfare gli ultimi due".

Max, per quanti sforzi facesse, non riusciva a nascondere il sentimento di delusione che stava provando, mentre con lo sguardo fissava un becher pieno d’acqua, nel quale era immersa una cella fotocatalitica, c’erano tante piccole bollicine che salivano. “E questa sarebbe una foglia artificiale?” disse mentre leggeva l’etichetta applicata sul becher, “Sinceramente mi aspettavo qualcosa che fosse…. più verde!” disse laconicamente.

“Cosa ti aspettavi?” domandò Lily. “Non è di colore verde, ma ti assicuro che funziona utilizzando lo stesso principio utilizzato dalle foglie naturali”, poi aggiunse con tono sarcastico “Almeno sai che cosa è la fotosintesi?”

Max rispose dicendo che sapeva benissimo cosa fosse la fotosintesi, le piante prendono l’energia solare per convertirla in energia chimica, combinando l’anidride carbonica, che assorbono dall’aria circostante, con l’acqua, il risultato di questo processo è la creazione del loro nutrimento, di glucosio e di ossigeno.

“Il glucosio è un carboidrato” aggiunse Lily, “E questa foglia artificiale, che abbiamo qui, fa qualcosa di simile, utilizzando l’energia solare per scomporre l’acqua in idrogeno e ossigeno. Vedi le bolle? Si tratta di idrogeno e ossigeno, l’idrogeno è prodotto dal lato anteriore della foglia, mentre l’ossigeno nasce dal retro. L’idrogeno trova impiego come combustibile”

 

I “combustibili” utilizzati dalla natura sono i carboidrati, le proteine e i grassi, mentre in questo caso gli scienziati stanno cercando di produrre combustibili, da impiegare nei mezzi di trasporto, ed energia elettrica. La Fotosintesi Artificiale consiste nella messa a punto di un processo in grado di generare questi combustibili partendo solo ed esclusivamente: dall’acqua, dalla luce solare e dall’anidride carbonica. Si tratta di un processo di importanza vitale, grazie al quale il nostro pianeta non avrà più bisogno dell’impiego di combustibili fossili. La fotosintesi artificiale, combinando tra loro anidride carbonica e acqua, è in grado di produrre idrocarburi. Gli idrocarburi come il propano e l’ottano sono composti da atomi di idrogeno e carbonio, e sono i costituenti di base dei carburanti, come la benzina, e del gas naturale che sono stati utilizzati per secoli come combustibili. La fotosintesi artificiale ha un altro vantaggio, in quanto riduce il tasso di anidride carbonica presente nell’atmosfera.

“Ma come è possibile tutto ciò?” si domandò Max ad alta voce. Lily disse che la risposta a tutte le domande consisteva in una sola parola: catalizzatori. Un catalizzatore è un materiale in grado di accelerare una reazione chimica, e la fotosintesi artificiale è possibile grazie all’impiego di catalizzatori innovativi.

Quando questi catalizzatori vengono accoppiati con materiali in grado di assorbire la luce, allora diventa possibile produrre in modo efficiente combustibili come il metanolo. In principio vennero impiegati come catalizzatori dei metalli preziosi quali il Platino e l’Iridio, ma questi erano estremamente costosi, per questo motivo si rendeva necessario lo sviluppo di materiali alternativi che fossero molto più economici. Un esempio di questi nuovi catalizzatori è il biossido di titanio, che è innocuo, ecologico e molto stabile. Ma anche alcune altre leghe metalliche si sono dimostrate essere dei validi catalizzatori, in particolare una, che si è dimostrata molto efficiente per produrre idrogeno, è il molibdeno di zinco (NiMoZn).

Max e Lily restarono molto impressionati dai risultati che avevano visto. Pur non assomigliando ad una foglia, funzionava esattamente allo stesso modo. La fotosintesi artificiale produce aria più salubre, riducendo il tasso di anidride carbonica nell’atmosfera, ed allo stesso tempo fornisce combustibili per mezzi di trasporto ed energia elettrica. Si stava delineando un percorso per un mondo nuovo e migliore basato su: efficienza, attenzione per l’ambiente ed ecosostenibilità.