La fotosintesi artificiale cattura la CO2 dall’aria

Le foglie lo fanno sembrare facile, ma catturare e utilizzare l’anidride carbonica direttamente dall’aria è un processo difficile da replicare. Per riuscirvi, negli anni gli scienziati hanno sviluppato diverse sostanze chimiche in grado di estrarre la CO2 atmosferica. Ma una volta catturata, il suo rilascio e successivo utilizzo nella fotosintesi artificiale rappresenta ancora un problema. L’Argonne National Laboratory e lo SLAC National Accelerator Laboratory hanno deciso di unire le proprie competenze per facilitare questo passaggio. L’obiettivo è realizzare un sistema che imiti il più possibile la capacità delle piante di sfruttare il carbonio atmosferico per sintetizzare prodotti utili.

Gli USA ci credono

Il progetto si è già guadagnato da subito l’appoggio del governo americano. Il Dipartimento per l’energia statunitense ha assegnato agli scienziati 5 milioni di dollari, risorse che dovranno servire a coprire le spese di ricerca per i prossimi tre anni. Insieme, Argonne e SLAC si concentreranno sullo sviluppo di metodi fotochimici che consentano 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’obiettivo è migliorare le tecnologie di CCU finalizzate alla produzione di metanolo e acido acrilico,
espandendo le fonti energetiche utilizzabili.

Il team dell’Argonne, guidato dal chimico Ksenija Glusac, ha una lunga storia nel campo
della fotosintesi artificiale. A loro, infatti, si deve il merito d’aver ampliato la comprensione di ciò che accade nei materiali per quanto riguarda l’assorbimento della luce e la conversione della stessa in energia.

Nel dettaglio, il lavoro si concentrerà sullo studio di particolari strutture supramolecolari chiamate MOF (strutture metallo-organiche) che possono assorbire e raccogliere la luce solare. I nodi metallici di questi elementi possono ospitare due tipi di catalizzatori – di riduzione e di ossidazione – il cui compito è facilitare la trasformazione dell’anidride carbonica e la reazione di rottura delle molecole d’acqua.

L’approccio mira a combinare la cattura di CO2 e la fotosintesi artificiale in un unico processo, chiamato cattura fotoreattiva. Si potranno in tal modo esplorare i fotoreattori molecolari che possono sia ripulire l’anidride carbonica, sia utilizzare la luce solare per convertirla in sostanze chimiche utili.

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