Nuove scoperte sulla fotosintesi possono portare alle celle solari del futuro

Identificati i colli di bottiglia e le vie di trasporto dell’energia fotosintetica

[19 luglio 2016]

fotosintesi

Per la prima volta, i ricercatori svedesi  della Lund universitet  e cechi dell’univerzita Karlova di Praga hanno misurato con successo in dettaglio il flusso di energia solare tra le diverse parti di un organismo fotosintetico e dicono che «Il risultato è un primo passo nella ricerca che potrebbe infine contribuire allo sviluppo di tecnologie che utilizzano energia solare in modo molto più efficiente di quello che è attualmente possibile».

Gli scienziati svedesi spiegano che «Da  circa 80 anni, i ricercatori sanno che le reazioni fotochimiche all’interno di un organismo non si verificano nello stesso luogo come dove assorbe la luce solare.  Tuttavia, ciò che  fino ad ora non era noto  è come e lungo quali percorsi  l’energia solare viene trasportata nell’organismo fotosintetico».

Il leader del team di ricerca, Donatas Zigmantas, della facoltà di scienze dell’università di Lund, che ha studiato la fotosintesi delle cellule batteriche, sottolinea che «Nemmeno le  migliori celle solari che gli esseri umani sono in grado di produrre possono essere paragonate a quello che la natura realizza  nelle prime fasi della conversione dell’energia. Ecco perché le nuove conoscenze sulla fotosintesi saranno utili  per lo sviluppo delle future tecnologie solari».

Alla realizzazione dello studio “In situ mapping of the energy flow through the entire photosynthetic apparatus “, pubblicato su Nature Chemistry,  hanno partecipato anche Jakub Dostal della  Lund e Jakub Pšenčík della Karlova e il team ha utilizzato la spettroscopia ultraveloce – un metodo di misurazione che utilizza la luce per studiare anche le molecole  – sono stati in grado di individuare i percorsi lungo i quali viene trasportata l’energia solare.  I ricercatori dicono che «I percorsi corrono all’interno e tra i componenti di una cella fotosintetica. La loro scoperta mostra come sia collegata la macchina biologica. I risultati della ricerca dimostrano che il trasporto di energia solare è molto più efficiente all’interno che tra i diversi componenti cellulari. Limita il trasferimento di energia tra i componenti e quindi anche l’efficienza dell’intero processo fotosintetico di conversione dell’energia».

Zigmantas. spiega ancora: «Abbiamo identificato le vie di trasporto così come i colli di bottiglia che causano la congestione nella conversione dell’energia fotosintetica. In futuro, questa conoscenza potrà essere utilizzata all’interno della  tecnologia delle celle solari».

Ma gli stessi ricercatori avvertono che si tratta ancora di ricerca di base e che sono necessari altri studi su come l’energia viene trasportata sia nei sistemi naturali che artificiali,  prima che i risultati possono essere trasformate in applicazioni pratiche. «”Tuttavia – conclude Zigmantas –  nel lungo periodo, i nostri risultati potrebbero anche fornire la base per lo sviluppo e produzione di sistemi a livello molecolare che raccolgono, conservano e trasportano la luce del sole alle celle solari».