Scoperto il modo per attivare la fotosintesi artificiale, ripulire l’aria e produrre energia (VIDEO)

«Ci vorrebbero una nuova tecnologia e le infrastrutture, ma può essere possibile»

[26 aprile 2017]

Secondo lo studio “Systematic Variation of the Optical Bandgap in Titanium Based Isoreticular Metal-Organic Frameworks for Photocatalytic Reduction of CO2 under Blue Light”, pubblicato sul Journal of Materials Chemistry A  da un team di ricercatori della Florida State University (Fsa), sarebbe stato scoperto un modo per innescare il processo della fotosintesi in un materiale sintetico, trasformando allo stesso tempo i gas serra in aria pulita e producendo  energia». Secondo la Fsa, «Il processo ha un grande potenziale per la creazione di una tecnologia che potrebbe ridurre significativamente i gas serra legati ai cambiamenti climatici, ma anche per creare un modo pulito per produrre energia».

Il principale autore dello studio, Fernando Uribe-Romo, spiega che «Questo lavoro è un importante passo avanti. Dal punto di vista scientifico è  stato molto difficile confezionare materiali che assorbano  un colore specifico della luce, ma dal punto di vista sociale stiamo contribuendo allo sviluppo di una tecnologia che può aiutare a ridurre i gas serra».

Uribe-Romo e il suo team hanno creato un modo per innescare una reazione chimica in un materiale sintetico chiamato MOF (metal-organic frameworks)  che trasforma l’anidride carbonica in materiali organici innocui. Lo hanno pensato come un processo di fotosintesi artificiale, simile al modo in cui le piante trasformano la CO2 e la luce solare in cibo. Ma invece di produrre alimenti, il metodo di Uribe-Romo produce combustibile solare. E’ ‘qualcosa che gli scienziati di tutto il mondo cercavano di ottenere da anni, ma la sfida era quella di trovare  il modo per cui la luce visibile innesca la trasformazione chimica. «I raggi ultravioletti hanno energia sufficiente per permettere la reazione in materiali comuni come il biossido di titanio – spiegano i ricercatori Fsa –   ma gli UV costituiscono solo il 4% della luce che la Terra riceve dal sole. Il campo del visibile –le lunghezze d’onda tra il violetto e il rosso – rappresentano la maggior parte dei raggi del sole, ma ci sono pochi materiali che captano questi colori chiari per creare la reazione chimica che trasforma la CO2 in combustibile».

Il team di ricerca dell’università statunitense ha provato con diversi materiali, ma quelli in grado di assorbire la luce visibile tendono ad essere materiali rari e costosi come il platino, il renio e l’iridio e renderebbero il processo economicamente proibitivo. Uribe-Romo ha utilizzato il titanio, aggiungendo molecole organiche che agiscono come antenne che raccolgono la luce, chiamate N-alchil-2-aminoterephthalates, che possono essere progettate  per assorbire colori specifici quando vengono inserite nel MOF. In questo caso le ha sincronizzate per il blu. Poi il suo team assemblato un blue LED photoreactor – – un cilindro blu incandescente che assomiglia a un lettino abbronzante –  per testare l’ipotesi. Il fotoreattore, che imita la lunghezza di onda blu del Sole, è stato gradatamente alimentato con biossido di cabonio per vedere se si verificava la reazione e «Ha funzionato – assicurano gli scienziati –  la reazione chimica trasforma la CO2 in due forme ridotte di carbonio, formiato e formammidi (due tipi di combustibile solare) e nel processo di pulizia dell’aria».

Uribe-Romo spiega ancora: «L’obiettivo è quello di continuare a mettere a punto l’approccio, in modo da poter creare una maggiore quantità di carbonio ridotto, quindi più efficiente». Lo scienziato vuole anche vedere «se anche le altre lunghezze d’onda della luce visibile possono innescare la reazione con modifiche al materiale sintetico. Se funziona, il processo potrebbe essere un modo per contribuire a ridurre significativamente i gas serra. L’idea sarebbe quella di creare di stazioni che catturano grandi quantità di CO2, come accanto a una centrale elettrica. Il gas potrebbe essere aspirato nella stazione, passare attraverso il processo e riciclare i gas serra producendo energia che sarebbe rimessa nella centrale elettrica».

Inoltre potrebbero esesre realizzate anche tegole i n grado di ripulire l’aria anei quartieri residenziali, producendo allo stesso tempo energia.  Uribe-Romo conclude: «Perché questo avvenga ci vorrebbero una nuova tecnologia e le infrastrutture, ma può essere possibile».

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  • Fernando Uribe-Romo on Synthetic Photosynthesis