Utilizzare l’anidride carbonica per produrre energia rinnovabile. La soluzione perfetta per il global warming, visto che la diminuzione dell’emissione di Co2 derivante dall’utilizzo di combustibili fossili è imprescindibile per rallentare il riscaldamento globale, secondo il recente accordo internazionale sul clima di Parigi. E in un articolo pubblicato su Science, un gruppo di ricercatori annuncia di aver scoperto proprio questo: un modo per utilizzare l’anidride carbonica e convertirla in una fonte energetica, sfruttando la luce solare.
Il metodo, messo a punto dai ricercatori dell’U.S. Department of Energy’s Argonne National Laboratory e dell’University of Illinois di Chicago, ricalca il modo in cui le piante catturano l’anidride carbonica e la convertono in zuccheri, la loro principale moneta energetica. Secondo gli scienziati, il dispositivo ottenuto sarebbe in grado di agire come una foglia artificiale risolvendo contemporaneamente due problemi: da un lato infatti riduce la Co2 atmosferica; dall’altro produce energia pulita. “Invece di produrre energia in modo unidirezionale dai combustibili fossili ai gas serra, possiamo invertire il processo e riciclare il carbonio nell’atmosfera per produrre carburante, usando l’energia del sole”, spiega Amin Salehi–Khojin, professore d’ingegneria meccanica e industriale all’UIC e uno dei senior authors dello studio.
Il punto cruciale di questo sistema è l’attivazione dell’anidride carbonica, che di per sé è una molecola stabile e chimicamente inerte. Mentre le piante attivano la Co2 attraverso gli enzimi, catalizzatori naturali, il sistema creato dai ricercatori americani usa un catalizzatore metallico composto di piccolissimi fiocchi di tungsteno diselenide. Questo materiale assiste la conversione della Co2 in Co che è molto più reattivo dell’anidride carbonica. “Creare combustibili dal monossido di carbonio è un processo energicamente in discesa, mentre crearli dal biossido di carbonio significa andare in salita”, spiega il fisico Peter Zapol di Argonne, tra gli autori dello studio. Il Co prodotto può essere poi convertito in combustibile, ad esempio in metanolo.
Ma come funziona, in pratica, questa foglia artificiale? Il dispositivo è formato da due celle fotovoltaiche con una superficie di 18 centimetri quadrati che catturano la luce solare. Il tungsteno diselenide si trova al catodo, mentre all’anodo c’è ossido di cobalto. Il processo avviene in tre stadi: nel primo i fotoni catturati dalla luce solare sono convertiti in elettroni negativi e cariche positive; queste reagiscono con le molecole di acqua presenti nell’anodo, e le dissociano in ossigeno e protoni. Infine, i protoni e gli elettroni diffondono al catodo per ridurre la Co2 a Co.
La reazione produce una perdita di energia minima. “Avere un sistema efficiente è cruciale per abbassare il costo dell’intero processo” afferma Zapol. Gli autori pensano infatti che la loro “foglia artificiale” non risulterà utile solamente per le grandi industrie, ma anche per progetti su piccola scala. Secondo il chimico di Argonne Larry Curtiss, l’altro senior author dello studio, il catalizzatore può essere riutilizzato per oltre 100 ore, con un’ulteriore riduzione dei costi.
Sebbene il processo per convertire la Co2 in Co sia diverso da quanto accade per le piante in natura, il principio di base è lo stesso. “Nella fotosintesi, gli alberi prendono l’energia da sole, acqua e anidride carbonica per generare il proprio combustibile; nel nostro approccio sperimentale, gli ingredienti sono gli stessi, ma il combustibile ottenuto è differente” conclude Curtiss.
Riferimenti: Science
Che, “creare combustibili dal monossido di carbonio è un processo energeticamente in discesa,mentre crearli dal biossido di carbonio significa andare in salita”,mi sembra una cosa abbastanza scontata.
Un catalizzatore utilizzabile per cento ore si può paragonare a una batteria che si scarica;in’oltre dire che il principio di base di questa tecnica sia lo stesso di quello utilizzato nella fotosintesi mi sembra esagerato.
La differenza sostanziale tra i due sistemi consiste nel fatto che anodo e catodo permettono il trasferimento di energia solo in due direzioni opposte,mentre nella cellula vegetale la luce del sole viene catturata da specifiche molecole e irradiata in tutte le direzioni,un effetto a tre dimensioni che permette di sommare le varie fonti di energia individuali,e ottenerne l’accumulo.
Mi sembra che ci sia un po’ troppo ottimismo nel valutare questo studio,comunque un poco di ottimismo fa sempre bene,specialmente per giovani motivati.
Ok