Sapere Scienza

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Una foglia artificiale per produrre energia sostenibile

29 Ottobre 2019

La natura è un'infinita fonte di ispirazione per la scienza. I ricercatori dell'Università di Cambridge hanno progettato una foglia artificiale che, attraverso un processo simile alla fotosintesi, è in grado di produrre syngas. Di cosa si tratta? È l'inizio di un percorso verso nuove fonti di energia pulita?

 

Cos'è il syngas?

 

Il syngas (Synthetic Gas) è un gas prodotto artificialmente ed è costituito da una miscela di monossido di carbonio e idrogeno, con quantità variabili di metano e anidride carbonica. Può essere impiegato come combustibile, reagente e fonte di idrogeno per alcuni processi produttivi. Erwin Reisner, professore del Dipartimento di Chimica dell'Università di Cambridge e autore del lavoro pubblicato su Nature riguardante la "foglia artificiale", ha spiegato: "Potreste non aver mai sentito parlare del syngas ma ogni giorno consumate prodotti che sono creati utilizzandolo. Essere in grado di produrlo in maniera sostenibile potrebbe essere un passo critico per chiudere il ciclo del carbonio globale e per instaurare un'industria sostenibile per composti chimici e combustibili".

 

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Una foglia artificiale che produce syngas

 

Gli scienziati di Cambridge hanno studiato un modo per produrre syngas in maniera sostenibile, ispirandosi alla fotosintesi clorofilliana: il processo grazie al quale le piante verdi producono carboidrati a partire da anidride carbonica, acqua ed energia solare. Ma come è composta questa foglia artificiale? Sulla sua superficie ci sono due assorbitori di luce che agiscono insieme a un catalizzatore in cobalto, un elemento abbondante in natura. Quando il dispositivo è immerso in acqua, uno degli assorbitori di radiazione luminosa utilizza il catalizzatore per produrre ossigeno, mentre l'altro porta avanti la reazione chimica che riduce l'anidride carbonica e l'acqua in monossido di carbonio e idrogeno, il mix di cui è costituito il syngas. Un aspetto interessante di questo dispositivo è che funziona anche con la luce più fioca dei giorni nuvolosi e di pioggia, al contrario delle celle solari che producono energia in stretta relazione con un buon irraggiamento solare.

 

Il primo passo verso un combustibile liquido che sostituisca il petrolio

 

La produzione di syngas è il primo passo verso la preparazione di combustibili liquidi sostenibili che sostituiscano il petrolio. Reisner ha dichiarato: "Quello che ci piacerebbe fare in seguito è, invece che preparare prima il syngas e poi convertirlo in combustibile liquido, produrre il combustibile liquido in un unico step dall'anidride carbonica e l'acqua". Lo sviluppo di petrolio sintetico è importante poiché l'elettricità prodotta da fonti rinnovabili - quali il fotovoltaico e l'eolico - copre una minima parte del fabbisogno globale di energia. Erwin Reisner ha sottolineato che c'è una grande richiesta di combustibili liquidi per alimentare il trasporto pesante, navale e aereo in maniera sostenibile e che, quindi, il suo gruppo di ricerca sta di lavorando alla produzione sostenibile di sostanze come l'etanolo, che possano essere adoperate subito come combustibili. Si augurano, inoltre, di riuscire in futuro a prepararlo in un'unica fase, partendo dalla luce e usando la reazione di riduzione dell'anidride carbonica.

 

Se vi interessa approfondire il tema della sostenibilità vi consigliamo di acquistare e leggere l'articolo di Fabio De Menna, Edoardo Desiderio e Matteo Vittuari, "Nexus: acqua, cibo ed energia nello sviluppo sostenibile", pubblicato nel numero di aprile 2019 di Sapere.

 

Credits immagine: foto di Josch13 da Pixabay

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