E' stato scoperto come ottenere energia pulita dall'acqua grazie alle nanotecnologie

Ora si può ottenere energia pulita dall’acqua: è questa la notizia che un gruppo di ricercatori del Cnr di Padova e delle Università di Padova, Trieste e Bologna ha lanciato in questi giorni.

Il sistema per ottenerla si basa su una serie di elettrodi formati da nano tubi di carbonio che sono in grado di avviare un processo di fotosintesi artificiale che produce, come risultato finale, energia pulita.
Una rivoluzione nel mondo dello sviluppo sostenibile, capace di sfruttare un processo che in natura è molto utilizzato; infatti prendendo spunto da quello che fanno le foglie dall’acqua e dal sole e cioè riescono a produrre zucchero e ossigeno, il gruppo di ricercatori ha perfezionato un processo di fotosintesi artificiale.

La molecola di H2O, spiegano Maurizio Prato e Marcella Bonchio, coordinatori dello studio, “si forma dal punto di vista chimico facendo reagire idrogeno e ossigeno, in un processo che produce grandi quantità di energia ed è alla base delle celle a combustibile. Ma la reazione inversa, ovvero la scissione della molecola di acqua per generare idrogeno, un combustibile pulito, resta oggi uno degli obiettivi più ambiziosi della ricerca”.

Gli elettrodi realizzati in Italia, spiega ancora Prato “sono fatti con nanotubi di carbonio e possono generare idrogeno in modo continuo dall’acqua, anche del mare”. Perché il processo della “fotosintesi artificiale” sia completo, mancano ancora alcune tappe da mettere a punto. Ma alla fine, continua Prato, “nel nostro sistema si potrebbe usare acqua di mare, liberarla dall’ossigeno e ottenere idrogeno in grado di alimentare un motore”. I nanotubi hanno un diametro esterno di 25 nanometri, o milionesimi di millimetro.
In natura, per superare l’alto livello di energia necessario a spezzare le molecole d’acqua, le alghe e le foglie usano un enzima che si chiama PsII (o Photosystem II). La sua architettura è tanto complessa da non essere imitabile per l’uomo. Quello che il nanotubo di carbonio italiano spera di ottenere è proprio superare questo collo di bottiglia e consentire lo splitting (la divisione di una molecola di H2O in idrogeno da un lato e ossigeno dall’altro) senza bisogno di raggiungere quote elevate di energia: dunque a temperature basse e costi ragionevoli.

La rivoluzionaria scoperta è stata pubblicata sulla rivista Nature Chemistry e spiega come è possibile creare il catalizzatore in grado di effettuare lo splitting, cioè la scissione delle molecole di acqua in idrogeno e ossigeno.

“La scoperta del catalizzatore giusto è la chiave di volta per convertire il nostro mondo all’energia rinnovabili e pulite al posto dei combustibili fossili” commenta uno dei ricercatori. “La molecola di acqua si forma dal punto di vista chimico facendo reagire idrogeno e ossigeno, in un processo che produce grandi quantità di energia ed è alla base delle celle a combustibile.” Ci spiegano Marcella Bonchio e Maurizio Prato, due dei ricercatori che hanno messo a punto il sistema ma il procedimento inverso, scindere la molecola di acqua in idrogeno ed ossigeno “resta oggi uno degli obiettivi più ambiziosi della ricerca.”

Il fenomeno si svolge sotto ai nostri occhi tutti i giorni dall’alba al tramonto. Eppure è talmente complesso dal punto di vista chimico da non essere mai stato capito fino in fondo, né riprodotto in maniera efficiente dall’uomo. Basterebbe fare come le foglie. Per ottenere energia pulita, una strada è cercare di riprodurre quel processo di fotosintesi che fornisce alle piante zucchero e ossigeno partendo da ingredienti abbondanti come acqua e luce.

Ed è qui che interviene il gruppo di ricercatori, infatti gli elettrodi preparati dagli studiosi italiani, realizzati con nanotubi di carbonio con un diametro esterno di 25 nanometri, o milionesimi di mm, possono riprodurre questo processo attraverso la fotosintesi artificiale. La reazione chimica avviene all’interno del catalizzatore utilizzando poco quantità di energia; con le molecole di idrogeno che si ottengono si potrebbe alimentare i motori, sostituendo così in maniera quasi definitiva i combustibili fossili.

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