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Una foglia bionica più efficiente di quelle naturali

DiPaul Polidori

Giu 4, 2016

La ricerca di combustibili fossili non ha futuro. Lo affermano non solo i sostenitori delle energie rinnovabili, che a lungo termine potrebbero soppiantare l’energia ricavata dal petrolio e dal gas naturale, ma anche Daniel Nocera e Pamela Silver, due ricercatori della Harvard University, che sulle pagine di “Science” presentano un metodo di loro invenzione con cui sfruttare l’energia solare per scindere molecole d’acqua e per sintetizzare, a partire dall’idrogeno così prodotto, combustibili liquidi, grazie all’azione di alcuni particolari ceppi di batteri.

“Si tratta a tutti gli effetti di un sistema fotosintetico artificiale completo”, ha spiegato Nocera. “Finora, i dispositivi di questo tipo si fermavano alla lisi dell’acqua per via fotosintetica, mentre il nostro dispositivo compie il processo dall’inizio alla fine, superando addirittura il processo naturale in quanto a efficienza”.

Il nuovo dispositivo, denominato “bionic leaf 2.0”, si basa su una precedente realizzazione del gruppo di Nocera, che aveva come prodotto finale un alcool, l’isopropanolo. In quel caso tuttavia il catalizzatore usato nella prima fase del processo per ottenere idrogeno – un lega di nichel, molibdeno e zinco – produceva anche specie reattive dell’ossigeno, che erano dannose per i batteri che avrebbero dovuto occuparsi della seconda fase. Il risultato era che gli sperimentatori dovevano incrementare la tensione elettrica di esercizio del sistema, diminuendo così la sua efficienza.

“Per questo lavoro, abbiamo progettato un nuovo catalizzatore in lega di cobalto e fosforo, che non produce specie reattive dell’ossigeno. È una soluzione che ci ha permesso di abbassare la tensione elettrica e di aumentare notevolmente l’efficienza”, ha detto Nocera.

Il sistema è ora in grado di convertire l’energia solare in biomassa con un’efficienza del dieci per cento, quindi molto superiore a quella delle piante a più rapida crescita, che arrivano a un’efficenza dell’uno per cento. Un dato particolarmente significativo è che questa foglia bionica permette di produrre diversi combustibili, come i due alcool isobutanolo e isopentanolo, e PHB, una plastica biodegradabile prodotta dai batteri.

Anche se ci potrebbe essere spazio per un ulteriore incremento di efficienza, secondo gli autori il dispositivo è già pronto per essere testato in applicazioni commerciali, con possibili risvolti umanitari.

“Se ci pensiamo, la fotosintesi è incredibile: prende luce del Sole, acqua e aria e fa crescere un albero”, ha concluso Nocera. “Il nostro è un risultato importante, perché fa la stessa cosa, ma in modo più efficiente; uno dei miei obiettivi è di renderla disponibile anche nei paesi in via di sviluppo, uscendo da quelli che sono i consueti schemi di trasferimento tecnologico”.

 

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http://www.lescienze.it/news/2016/06/03/news/foglia_bionica_fotosintesi_artificiale-3113522/

 

 

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