Pannelli fotosintetici per produrre metano dall’energia solare

Dal Sol Levante arrivano pannelli solari fotosintetici in grado di generare metano, grazie alla loro capacità di replicare quanto fatto dalle piante durante il processo di fotosintesi clorofilliana.  

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Il mondo della ricerca continua a dimostrare grande interesse intorno a tutto quello che riguarda la fotosintesi artificiale. Questo interesse non si concentra però piú di tanto sull’efficienza del processo naturale. La vera sfida sta infatti nell’abilità di convertire l’energia solare in energia chimica e, seguendo il modello delle piante, impiegare la CO2 come materia prima per la sintesi di nuove sostanze organiche.

Fotosintesi artificiale: una strategia sempre più al centro dell’attenzione

Sono vari i team di scienziati in giro per il globo che hanno realizzato con successo la ricreazione del processo fotosintetico delle piante, raccogliendo coi loro sforzi dei risultati interessanti. Tra le diverse direzioni intraprese, alcuni di essi hanno ottenuto la produzione di idrogeno come risultato, mentre altri hanno sfruttato microrganismi specializzati per la sintesi di polimeri biodegradabili. Nel frattempo, altri esperti si sono focalizzati sulla creazione di precursori utilizzati per la fabbricazione di carburanti e composti farmaceutici.

Un esempio notevole è dato dal lavoro di Kazunari Domen e il suo team presso l’Università di Tokyo. Questi hanno sviluppato rivoluzionari pannelli fotosintetici in grado di produrre metano in maniera diretta. Tale ricerca è stata recentemente pubblicata su ACS Engineering Au e descrive il processo di produzione del metano (CH4) attraverso la combinazione della scissione delle molecole d’acqua e la trasformazione in metano dell’anidride carbonica.

Nuovi pannelli fotosintetici

Qualche tempo fa, il team aveva già fatto nascere un dispositivo fotocatalitico che poteva separare l’acqua in idrogeno e ossigeno, sfruttando solo l’energia solare. Tuttavia, ora, gli scienziati hanno portato la loro ricerca un passo avanti, creando un processo fotosintetico completo in grado di catturare e convertire la CO2 in metano all’interno dello stesso sistema.

Quello che il team ha fatto é stato progettare pannelli fotosintetici costituiti da una serie di celle di reazione, ognuna rivestita con un fotocatalizzatore di titanato di stronzio drogato con alluminio (SrTiO3). Queste celle, quando vengono immerse in acqua e esposte alla luce solare, producono idrogeno e ossigeno. I due gas vengono successivamente separati e l’idrogeno entra in una seconda camera di reazione, dove reagisce con l’anidride carbonica per generare metano e acqua. Quest’ultima viene quindi riciclata nel ciclo di reazione iniziale.

Per testare l’affidabilità del loro dispositivo, Domen e il suo team hanno creato 1600 di queste celle e le hanno sottoposte a un continuo processo di prova di tre giorni, esponendole a varie condizioni meteorologiche. Durante questo periodo, l’impianto è stato capace di accumulare metano prodotto attraverso il processo fotosintetico.

Tuttavia, i ricercatori sottolineano che è necessario apportare notevoli miglioramenti all’efficienza prima che questi dispositivi possano diventare opzioni praticabili per la produzione su larga scala di energia.

Pannelli fotosintetici per produrre metano dall’energia solare: foto e immagini

Per approfondire questa innovativa tecnologia, vi invitiamo cordialmente a esplorare la nostra esclusiva galleria di immagini qui di seguito.