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01.02.2021 - 10:180

CO2 dall’aria grazie alla fotosintesi artificiale

Dagli USA in arrivo una nuova tecnologia per convertire il carbonio atmosferico in combustibile

Catturare e utilizzare l’anidride carbonica direttamente dall’aria è un processo che le foglie mettono in atto in maniera naturale attraverso la fotosintesi clorofilliana. Replicare tecnicamente tale processo non è cosa semplice. Per riuscirci gli scienziati hanno sviluppato negli anni diverse sostanze chimiche in grado di “estrarre” la CO2 atmosferica. Tuttavia, una volta catturata, il suo rilascio e il successivo utilizzo nella fotosintesi artificiale resta ancora un problema.
Di recente, l’Argonne National Laboratory, uno dei più grandi e antichi laboratori nazionali di ricerca degli Stati Uniti, e lo SLAC National Accelerator Laboratory dell’Università di Stanford hanno deciso di unire le proprie competenze per mettere a punto un progetto in grado di facilitare questo passaggio. Lo scopo è appunto quello di realizzare un sistema che riesca a imitare il più possibile la capacità delle piante di sfruttare il carbonio atmosferico per sintetizzare prodotti utili.
Il progetto ha già ricevuto l’appoggio del Governo americano. Il Dipartimento per l’Energia statunitense, infatti, ha assegnato agli scienziati 4,5 milioni di dollari che dovranno servire a coprire le spese di ricerca per i prossimi tre anni. L’Argonne e lo SLAC si concentreranno in particolar modo sullo sviluppo di metodi fotochimici che rendano possibile la cattura della CO2 direttamente dall’aria e che combinino questo passaggio con la conversione fotochimica in combustibili e sostanze chimiche ad alto valore aggiunto. L’obbiettivo consiste quindi nel migliorare le tecnologie di CCU finalizzate alla produzione di metanolo e acido acrilico, estendendo le fonti energetiche utilizzabili.
Nello specifico, il lavoro riguarderà principalmente lo studio di particolari strutture supramolecolari chiamate MOF (strutture metallo-organiche) in grado di assorbire e raccogliere la luce solare. I nodi metallici di questi elementi possono infatti ospitare due tipi di catalizzatori, ovvero di riduzione e di ossidazione, il cui compito è di agevolare la trasformazione dell’anidride carbonica e la reazione di rottura delle molecole d’acqua.
«Il nostro approccio mira a combinare la cattura di CO2 e la fotosintesi artificiale in un unico processo, chiamato cattura fotoreattiva», ha affermato Ksenija Glusac, chimico a capo della ricerca. «Esploreremo i fotoreattori molecolari che possono sia ripulire l’anidride carbonica sia utilizzare la luce solare per convertirla in sostanze chimiche utili. Riponiamo grandi speranze in questo progetto».
Il team dell’Argonne ha già diverse esperienze di ricerca nel campo della fotosintesi artificiale. In passato, infatti, ha raggiunto importanti traguardi accrescendo la comprensione di ciò che accade nei materiali per quanto riguarda l’assorbimento della luce e la conversione della stessa in energia.
«Il progetto attuale si basa sulla nostra vasta esperienza e offre l’opportunità di combinare l’acquisizione di CO2 con la fotosintesi», ha sostenuto Glusac.


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