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Riprodotta in laboratorio la reazione alla base della fotosintesi clorofilliana

Le piante ottengono nutrimento con la fotosintesi clorofilliana. L’uomo, copiando lo stesso processo in laboratorio, potrebbe procurarsi grandi quantità di idrogeno, il combustibile del futuro, a partire dall’acqua.

Un gruppo di lavoro internazionale guidato dall’australiana Monash University ha utilizzato sostanze chimiche presenti nei vegetali per riprodurre il processo chiave della fotosintesi clorofilliana, aprendo così la strada all’ottenimento di idrogeno e ossigeno a partire dall’acqua con il concorso della radiazione solare. La scoperta, già pubblicata a fine agosto 2008, potrebbe rivoluzionare l’industria delle energie rinnovabili poiché l’idrogeno, considerato come il più pulito dei carburanti verdi del futuro, potrebbe essere prodotto facilmente ed a costi ridotti in scala industriale.

Dentro la fotosintesi Per ottenere questo risultato il gruppo di ricerca internazionale coordinato dal professor Leone Spiccia ha messo a punto un sistema costituito da una membrana in polimeri impregnata con un complesso di molecole (cluster) di manganese, elemento indispensabile nella reazione fotosintetica. “Abbiamo copiato la natura – ha spiegato il professore -, prendendo quelli che sono gli elementi ed i meccanismi d’azione che le piante usano da 3 miliardi di anni, e ricreato uno di questi processi in laboratori. Il cluster di manganese ha un ruolo fondamentale nel sistema artificiale così come in natura, perché è grazie alla sua presenza che i vegetali hanno la capacità di usare acqua, anidride carbonica e luce del sole per ottenere carboidrati ed ossigeno”.

Copie artificiali dei nuclei di manganese erano già state sviluppate dal professor Dismukes tempo fa, ed ora si è fatto un ulteriore passo in avanti, sfruttando la capacità di questo elemento nello scindere le molecole di acqua nei suoi componenti, idrogeno e ossigeno, con la semplice esposizione del sistema ad una corrente di 1,2 volt. Come supporto del sistema una membrana di polimeri, dello spessore di pochi micrometri, ottenuta unendo del Nafion, membrana ad elevata conduttività protonica, con un anodo, che si è dimostrata essere la sede più adatta per accogliere il cluster di manganese per la sua funzione di catalizzatore nella reazione di scissione dell’acqua.

Trattandosi di un processo di ossidazione dell’acqua, che produce protoni ed elettroni, può essere sfruttato per ottenere idrogeno anziché i carboidrati, come avviene nella reazione fotosintetica in natura. I test finora effettuati hanno dimostrato come il sistema rimanga attivo dopo tre giorni di uso continuo, ma ovviamente occorrono ulteriori prove affinché si possa dire veramente efficiente. Il professor Spiccia intende sviluppare questa innovativa acquisizione continuando ad “imparare dalla natura” per migliorare ancora il processo artificiale.

Per approfondimenti

http://www.monash.edu.au/news/newsline/story/1318

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