foglia fotovoltaica

La luce del sole per produrre biocarburanti. Basta mettere insieme un bel gruppo di batteri, acqua e una speciale foglia “fotovoltaica”. Non è così semplice ma a riuscire nell'impresa sono stati gli scienziati del Mit e della Harvard University.

I biologi hanno sviluppato un modo per produrre combustibile liquido ricavato dalla luce solare, attraverso una foglia bionica, in grado di scindere idrogeno e ossigeno dell'acqua, con l'aiuto dai batteri. L'invenzione potrebbe aprire la strada a numerose innovazioni, convertendo l'energia solare in biocarburanti. Senza contare che si potrebbe risolvere il problema dell'immagazzinamento dell'energia solare non utilizzati per via dell'intermittenza di alcune fonti rinnovabili.

L'esperimento attuale, condotto da Pamela Silver, si basa sulle ricerche precedenti condotte dall'ingegnere di Harvard Daniel Nocera, che nel 2011 aveva ideato una foglia artificiale, una speciale cella fotovoltaica che utilizzava la luce solare per produrre energia separando le molecole di idrogeno e ossigeno dell'acqua in cui era immersa. Allora si pensava di poter sfruttare proprio l'idrogeno per le celle a combustibile.

Oggi, i biologi hanno utilizzato lo stesso sistema ma chiedendo aiuto a un ceppo geneticamente modificato di batteri capaci di combinare idrogeno e CO2 per produrre alcool isopropilico, il principio attivo dell'alcool. In questo modo, si imita il processo naturale di fotosintesi, imparando dalle piante il modo per sfruttare l'energia del sole e scindere l'acqua.

In questo lavoro, si segnala lo sviluppo di un sistema scalabile bioelettrochmico integrato in cui il batterio Ralstonia eutropha viene utilizzato per convertire efficacemente la CO2, insieme a H2 e O2 prodotti dalla scissione dell'acqua, in biomassa e alcoli amilicispiegano gli scienziati.

bionic-leaf

Secondo il team, alla base del loro lavoro vi era la possibilità di “utilizzare l'idrogeno dalla scissione dell'acqua per ridurre l'anidride carbonica e generare combustibili liquidi attraverso un biocatalizzatore”.

Secondo la scienziata, l'energia prodotta localmente potrebbe essere utile soprattutto nei paesi privi di infrastrutture energetiche, o potrebbe anche aiutare la diffusione di sistemi off-grid. “Invece di dover acquistare e conservare il combustibile, si può tenere il secchio di batteri nel proprio cortile”, ha ironizzato.

La sfida immediata del team ora è quella di aumentare la capacità della foglia di tradurre l'energia solare per creare biomassa, ottimizzando il catalizzatore e i batteri. Il loro obiettivo è raggiungere il 5%di efficienza, rispetto al tasso naturale dell'1%.

Lo studio è stato pubblicato su Pnas.

Francesca Mancuso

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