13 novembre 2019

La “foglia artificiale” per contrastare i cambiamenti climatici

Una nuova tecnologia per convertire l’anidride carbonica, naturalmente presente nell’atmosfera, in un combustibile alternativo riproducendo in laboratorio il processo di fotosintesi delle piante: questa la rivoluzionaria ricerca, appena pubblicata sulla rivista scientifica Nature Energy, ad opera di un gruppo di ricercatori, guidati da Yimin Wu, professore di ingegneria presso l’Università di Waterloo.

Questa tecnica, che prende appunto il nome di “foglia artificiale” perché imita il comportamento messo in atto dalle foglie delle piante durante il processo di fotosintesi in cui utilizzano l’energia del sole per trasformare l’anidride carbonica in cibo, non produce glucosio e ossigeno come accade per le piante, bensì ossigeno e metanolo che, venendo prodotto dall’anidride carbonica, principale responsabile del riscaldamento globale, ridurrebbe non solo le emissioni dei dannosi gas serra, ma sarebbe anche un sostituto valido e per di più economico dei combustibili fossili, causa principale delle successive emissioni.

La cosiddetta “foglia artificiale” si crea attraverso un processo, in apparenza semplice, che parte dall’ossido rameoso, una polvere rossa ottimizzata a basso costo: questa polvere viene creata dalla reazione chimica di quattro sostanze (glucosio, acetato di rame, idrossido di sodio e dodecilsolfato di sodio) a cui viene aggiunta dell’acqua, riscaldata fino a raggiungere una data temperatura. Riproducendo a quel punto il comportamento delle foglie, l’ossido rameoso va a fungere da catalizzatore in un processo successivo insieme ad acqua e ad anidride carbonica: colpita da un raggio di luce bianca (che simula quello solare), la miscela così composta fa innestare una nuova reazione chimica che produce ossigeno e, contemporaneamente, trasforma l’anidride carbonica in metanolo. Riscaldando poi il composto, il metanolo viene catturato durante la sua evaporazione per poter essere utilizzato.

La scoperta, innovativa sia dal punto di vista del contrasto ai cambiamenti climatici che da quello dei carburanti alternativi ai combustibili fossili, ha ancora indici di miglioramento: infatti, bisognerà non solo implementare la resa del metanolo, ma anche commercializzare il processo di conversione dell’anidride carbonica in modo da poterlo applicare a centrali elettriche, trivellazioni petrolifere e veicoli inquinanti di ogni tipo, cioè a tutte le principali fonti di emissioni di gas serra delle diverse attività antropiche.

Il potenziale di questa ricerca, a cui il professor Wu lavorava fin dal 2015, è, quindi, amplissimo e il combustibile alternativo, così prodotto, è anche a basso costo oltre ad essere, da ogni punto di vista, una fonte di energia sostenibile anche perché abbattendo le emissioni ed utilizzando i miliardi di tonnellate di anidride carbonica presenti nell’atmosfera, si riduce nel contempo la necessità di produrre petrolio o combustibili fossili non rinnovabili.

Oltre al team di Wu, vi sono diverse startup, come Climeworks o Carbon Engineering, che lavorano su processi simili per produrre soprattutto carburante ecosostenibile per i jet; la differenza è che il processo messo a punto nell’Università di Waterloo non prevede l’uso di elettricità per scindere le molecole di anidride carbonica e, quindi, un’eventuale commercializzazione e un’applicazione su larga scala sarebbero più semplici perché meno onerose anche da un punto di vista infrastrutturale.


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