Carburanti solari: ecco la nuova fotosintesi semi-artificiale

Produrre idrogeno da acqua e sole dando origine ad una nuova concezione di carburante, quello “solare”, generabile attraverso una fotosintesi semi-artificiale: questo l’elemento guida che ha ispirato l’azione di un gruppo di scienziati che sono riusciti a generare una via di mezzo tra il processo naturale fotosintesi, tipico delle piante verdi e di altri microorganismi, è quello “uomo–guidato”, con l’obiettivo del superamento dei rispettivi punti deboli.

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Con oramai decenni di anni di studi alle spalle, la strada fotosintetica si è rivelata sicuramente una delle più ardue per la produzione di quel grande vettore energetico che è l’idrogeno. Mentre da un lato, infatti, la via naturale presenta enormi inefficienze, dall’altro quella artificiale è strettamente legata all’uso di catalizzatori tossici e costosi, rendendo l’impiego di tali pratiche su scala industriale, sino ad oggi, proibitivo.

Il nuovo studio, condotto da un team di scienziati del St John’s College dell’Università di Cambridge, potrebbe aver dato risposte risolutive a tali problematiche, attraverso la messa a punto di un processo di fotosintesi semi-artificiale capace di produrre idrogeno e ossigeno dall’acqua attraverso una miscela di componenti biologici e tecnologie create dall’uomo. Come tiene a precisare Katarzyna Sokól ricercatrice al St John’s College e  prima autrice dello studio, pubblicato su Nature Energy: “La fotosintesi naturale non è efficiente perché si è evoluta solo a scopo sopravvivenza, quindi rende la minima quantità di energia necessaria – circa l’1-2% di quello che potrebbe potenzialmente convertire e memorizzare”.

Il punto di forza della nuova ricerca di Cambridge, risiede al contrario nella messa a punto di un processo capace di assorbire più luce solare rispetto a quello delle piante e nel contempo più semplice rispetto alla vecchia via di laboratorio. La fotosintesi semi-artificiale combina i punti di forza della fotosintesi naturale con la chimica sintetica e la scienza dei materiali per sviluppare sistemi modello che superano i limiti della natura, come le vie metaboliche a basso rendimento.

Il team di ricerca non si è limitato solo a migliorare la quantità di energia prodotta e immagazzinata, ma è riuscito a riattivare una reazione chimica per la sintesi di idrogeno nelle alghe, rimasta inattiva per millenni. Come precisa ancora la coordinatrice “L’idrogenasi è un enzima presente anche nelle alghe che è in grado di ridurre i protoni in idrogeno; durante l’evoluzione questo processo è stato disattivato perché non era necessario per la sopravvivenza ma siamo riusciti a bypassare l’inattività per ottenere la reazione che volevamo: dividere l’acqua in idrogeno e ossigeno”.

Un significativo passo avanti, dal grande valore simbolico di riconciliazione tra attività naturali ed attività antropiche nel segno della decarbonizzazione dei modelli energetici. 

Sauro Secci