Sei chimici dell’Università di Chicago hanno sviluppato un nuovo sistema di fotosintesi artificiale dieci volte più produttivo di quelli esistenti: potrebbe fornirci un modo sostenibile e più efficiente di produrre energia dalla luce solare.
Il processo di fotosintesi artificiale utilizza la luce per convertire l’anidride carbonica in carburante. Produce molecole organiche da semplici molecole inorganiche grazie all’energia solare: il processo di fotosintesi avviene quando l’energia luminosa viene convertita in materia organica, come il glucosio. Le piante utilizzano la fotosintesi per creare il proprio cibo.
Una fotosintesi artificiale
Negli ultimi due secoli, gli esseri umani si sono affidati ai combustibili fossili per ottenere un concentrato di energia. Centinaia di milioni di anni di fotosintesi racchiusi in una sostanza comoda e densa di energia. Ma la disponibilità è limitata e il consumo di combustibili fossili ha un enorme impatto negativo sul clima della Terra.
Per questo gli scienziati stanno studiando la “fotosintesi artificiale” come metodo per creare combustibili: un processo estremamente difficile perché richiede un’alterazione della composizione chimica della pianta, che è molto complessa.
Il nuovo studio pubblicato su Nature Catalysis (ve lo linko qui) mostra un nuovo sistema di fotosintesi artificiale molto più produttivo delle versioni precedenti. Mentre la fotosintesi normale trasforma l’anidride carbonica e l’acqua in carboidrati, quella artificiale potrebbe creare etanolo, metano o altre fonti di carburante.
“È qualcosa di mai realizzato prima”, ha dichiarato Wenbin Lin, professore di chimica presso l’Università di Chicago e autore senior dello studio.
Come funziona il processo
Lin e i suoi colleghi hanno introdotto qualcosa che nei sistemi di fotosintesi artificiale attuali non era mai stata inserita: aminoacidi. Questa aggiunta ha apportato miglioramenti a entrambe le metà della reazione: il processo che rompe l’acqua e quello che aggiunge elettroni e protoni all’anidride carbonica.
Le prestazioni ottenute hanno ancora ampi margini di miglioramento: la fotosintesi artificiale è ancora lontana dal produrre una quantità di carburante sufficiente per essere utilizzata su larga scala. “Deve migliorare ancora molto per produrre abbastanza metano per il nostro consumo”.
Oltre che per il carburante, però, la scoperta potrebbe essere già usata per numerose altre reazioni chimiche su larga scala. La produzione di oggetti di uso quotidiano, come farmaci e nylon, richiederebbe solo quantità minime di materiali di partenza.
“Molti di questi processi fondamentali sono gli stessi”, dice Lin. “Se sviluppi una buona chimica, possono essere inseriti in molti sistemi”.
