Due ricercatori dell’università di Harvard, Daniel Nocera (professore di energia) e Pamela Silver (professoressa di biochimica e biologia dei sistemi alla Harvard Medical School), hanno creato un sistema artificiale che usa l’energia solare per scindere molecole d’acqua e batteri che mangiano idrogeno per produrre biocombustibili, in particolare vari tipi di alcool.
I due ricercatori che lavorano a questo sistema da alcuni anni, non si tratta quindi di una novità inaspettata, in un recente articolo pubblicato su Science hanno annunciato di aver risolto il problema tecnico precedente, la morte dei batteri come effetto collaterale del processo.
Fotosintesi completa e più efficiente
Non è la prima volta che gli scienziati riproducono o tentano di riprodurre la fotosintesi ma come sottolinea lo stesso Nocera questa è la prima volta che non si usa semplicemente l’energia solare per scindere le molecole di acqua ma si è creato un sistema artificiale che realizza quello che la fotosintesi fa nelle piante, acqua e energia solare vengono trasformate in energia chimica utilizzabile. Inoltre la foglia bionica 2.0 è molto più efficiente delle piante naturali nella sua opera di conversione di energia solare in biomassa, la resa è del 10% contro l’1% delle piante a più rapida crescita.
Il problema tecnico che è stato superato
Nella precedente versione del dispositivo (ecco perché il 2.0) il catalizzatore usato per produrre idrogeno, una lega di nichel-molibdeno-zinco, creava come effetto collaterale del processo specie reattive dell’ossigeno (radicali liberi ma anche derivati dell’ossigeno non radicalici) che attaccavano e distruggevano il DNA dei batteri. Il problema era stato ovviato facendo lavorare il sistema a voltaggi molto più alti ma questo naturalmente si traduceva in una importante perdita di efficienza.
La soluzione adottata nella versione 2.0 della foglia bionica, che secondo i suoi creatori rappresenta un piattaforma da cui poter produrre una vasta varietà di biocombustibili, è sostituire il catalizzatore con una nuova versione costituita da una lega di cobalto e fosforo che non presenta lo stesso effetto collaterale.
Applicazioni della foglia bionica
Come detto poc’anzi la straordinarietà del sistema consiste nel fatto che per dirla con le parole della professoressa Silver i processi chimici che avvengono in natura (come la fotosintesi appunto) sono un laboratorio chimico che fa con efficienza cose che non è facile replicare nei più moderni laboratori chimici e che il loro sistema replicando questo processo è una base che può essere utilizzata per produrre diversi combustibili (e non solo) nell’ultima versione i tipi di alcool prodotti includevano anche isobutanolo e isopentanolo ma Nocera e colleghi hanno applicato anche un processo inventato al MIT dal Professor Anthony Sinskey per far creare alla foglia bionica il PHB un precursore della bio-plastica.
Roberto Todini