Metano dal sole: ecco i pannelli fotosintetici
I pannelli solari sono un sistema sempre più diffuso per generare elettricità dall’energia del sole. Sebbene gli esseri umani stiano ancora cercando di capire come trasformare in modo efficiente l’energia in combustibili, le piante lo fanno da sempre attraverso la fotosintesi. Ora, un gruppo di ricercatori giapponesi, che ha pubblicato un rapporto su ACS Engineering Au, ha riprodotto il processo per produrre metano, un combustibile ad alta densità energetica, a partire da anidride carbonica (CO2), acqua e luce solare. Il prototipo di questo sistema potrebbe contribuire ad aprire la strada alla sostituzione dei combustibili fossili non rinnovabili.
Production of Methane by Sunlight-Driven Photocatalytic Water Splitting and Carbon Dioxide Methanation as a Means of Artificial Photosynthesis | ACS Engineering Au
Sebbene il metano sia un potente gas serra, è anche un combustibile ad alta densità energetica e il principale componente del gas naturale. I combustibili fossili, compreso il gas naturale, richiedono milioni di anni per formarsi e la loro estrazione dall’ambiente può avere effetti dannosi. Trovare metodi per produrre metano da fonti di energia rinnovabili potrebbe contribuire a ridurre nel tempo la necessità di combustibili fossili non rinnovabili. Una fonte di energia sostenibile e abbondante fornita alla Terra ogni giorno è il sole. L’uomo ha provato ad attingere a questa risorsa con i pannelli solari, ma le piante lo sanno da sempre. Utilizzano infatti la luce del sole per alimentare la fotosintesi e convertire la CO2 e l’acqua in ossigeno e zuccheri da utilizzare poi come “combustibile”.
In precedenza, Kazunari Domen dell’Università di Tokyo e i suoi colleghi avevano sviluppato un sistema che utilizzava la luce solare per scindere l’acqua in idrogeno e ossigeno. Ora, hanno voluto evolvere il processo per imitare in modo più completo la fotosintesi, assorbendo CO2 e immagazzinando l’energia del sole in metano. Il tutto utilizzando materiali economici e facilmente riproducibili.
Il team ha creato una rete di celle di reazione, simili a pannelli solari. Ciascuna delle quali è stata rivestita con un fotocatalizzatore di titanato di stronzio (SrTiO3) drogato con alluminio, che aiuta ad alimentare la reazione. Le celle rivestite sono state riempite d’acqua e poste al sole. In queste condizioni, l’acqua si è scissa in idrogeno e ossigeno, che sono stati separati, e l’idrogeno gassoso purificato è stato immesso nella seconda parte del sistema. Nella seconda camera, l’idrogeno gassoso ha reagito con la CO2, formando metano e acqua, quest’ultima riciclata nella prima fase con il fotoreattore.
Successivamente, hanno creato un sistema di celle di circa 12 m2 – circa la dimensione di una piccola camera da letto – che ha funzionato ininterrottamente per tre giorni in una varietà di condizioni atmosferiche. Anche se promettente, il team riconosce che l’efficienza dei sistemi di fotosintesi artificiale deve migliorare prima che questi dispositivi possano diventare opzioni praticabili per la generazione di energia su larga scala. I ricercatori sostengono che questo prototipo di impianto potrebbe essere adattato per contribuire alla produzione di precursori di materie plastiche o di altre materie prime chimiche. Nonché ampliato per produrre maggiori quantità di biocarburanti sostenibili.
NB Gli autori dello studio dichiarano di aver ricevuto finanziamenti dalla Japan Technological Research Association of Artificial Photosynthetic Chemical Process e dall’European Innovation Council. Alcuni autori sono dipendenti della INPEX Corporation, una società di esplorazione e produzione di petrolio e gas.
Foto di copertina: Il sistema di fotosintesi artificiale installato presso il CCR di Ispra, Italia.
Fonte articolo: Mimicking ‘plant power’ through artificial photosynthesis – American Chemical Society (acs.org)
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