Una nuova tecnologia intende trasformare in modo efficiente la luce solare in composti che immagazzinano energia
Quando si tratta di convertire le risorse rinnovabili in energia pulita, non c’è modello migliore da seguire di quello delle piante. «Le piante utilizzano il processo naturale della fotosintesi per trasformare l’energia solare, l’acqua e l’anidride carbonica in carburante», spiega Antoni Llobet, professore e leader del gruppo presso Istituto di ricerca chimica della Catalogna (ICIQ-CERCA). Ispirandosi a questo processo naturale, i ricercatori hanno sviluppato sistemi fotosintetici artificiali come la cella fotoelettrochimica (PEC), in grado di convertire l’energia solare in elettricità. Questa elettricità può essere utilizzata, ad esempio, per caricare la batteria di un veicolo elettrico. Purtroppo, la tecnologia PEC ha i suoi svantaggi, tra cui quello di non assorbire la luce solare con la stessa efficienza delle piante. Il progetto LICROX, finanziato dall’UE, ha affrontato questo problema e si è sforzato di aiutare la PEC a diventare una tecnologia efficiente ed economica per la conversione diretta dell’energia solare. «Il nostro obiettivo era sviluppare e testare una PEC per convertire la luce solare in molecole di carbonio in grado di immagazzinare energia chimica», aggiunge Llobet, che è stato il coordinatore scientifico del progetto.
Ottenere prodotti a base di carbonio come l’etilene
La LICROX PEC è unica nel suo genere in quanto incorpora meccanismi di cattura della luce in grado di aumentare l’efficienza della raccolta della luce e la catalisi. «Utilizzando solo elementi abbondanti, questi meccanismi possono guidare selettivamente le reazioni di ossidazione dell’acqua e di riduzione dell’anidride carbonica», spiega Llobet. «Così facendo, la PEC è in grado di ottenere in modo efficiente prodotti a base di carbonio come l’etilene, che è uno dei prodotti più importanti attualmente utilizzati dall’industria chimica».
Trasformare la luce e la CO2 in composti che accumulano energia
Secondo Llobet, il progetto è riuscito a dimostrare il potenziale di trasformazione della luce e della CO2 in composti chimici che accumulano energia. In particolare, sottolinea il successo del progetto nel completare l’accoppiamento finale di un fotoanodo e di una cella fotovoltaica organica con un catodo scuro - un accoppiamento che ha mostrato selettività verso la produzione di etilene. «A questo proposito, l’uso di nuovi catalizzatori tandem che combinano nanoparticelle di rame con catalizzatori molecolari ci ha permesso di aumentare la selettività dell’etilene», osserva Llobet. I ricercatori stanno attualmente eseguendo gli ultimi test di laboratorio e apportando gli ultimi ritocchi a un prototipo pre-industriale che sarà utilizzato per ampliare e ottimizzare alcuni dei risultati del progetto.
Sospingere la transizione dai combustibili fossili all’energia solare
Il progetto ha prodotto anche una valutazione del ciclo di vita della LICROX PEC. Inoltre, i ricercatori, in collaborazione con i portatori di interessi, hanno condotto un’indagine su larga scala tra i cittadini di tutta Europa per valutare e identificare eventuali preoccupazioni sociali relative alle tecnologie energetiche emergenti. «LICROX è stato uno sforzo altamente multidisciplinare in cui si sono uniti specialisti di chimica, fisica, ingegneria, ottica e coinvolgimento sociale con l’obiettivo comune di contribuire a nuove soluzioni innovative per la transizione globale dai combustibili fossili all’energia solare», conclude Llobet.
Parole chiave
LICROX, piante, CO2, fotosintesi, energia solare, carburante, combustibili fossili, risorse rinnovabili, energia pulita, cella fotoelettrochimica, PEC, etilene
