La sostenibilità trova nuovi orizzonti con una rivoluzionaria foglia artificiale sviluppata dai ricercatori di Cambridge, destinata a cambiare il modo in cui viene prodotta energia nel settore chimico. Questo innovativo sistema, alimentato dalla luce solare, riproduce la fotosintesi naturale per convertire l’anidride carbonica in sostanze utili e combustibili non inquinanti.
Nuova frontiera per la decarbonizzazione dell’industria chimica
La chimica è responsabile di una significativa quota delle emissioni globali di carbonio. Pur essendo centrale per prodotti come farmaci, fertilizzanti e plastiche, le sue conseguenze ambientali rappresentano una sfida per chi ricerca soluzioni sostenibili.
Il dispositivo messo a punto a Cambridge integra polimeri capaci di assorbire la luce ed enzimi batterici, generando formato tramite una reazione pulita. L’uso di componenti organici e l’assenza di materiali tossici rappresentano un salto di qualità rispetto alle versioni precedenti, che impiegavano catalizzatori sintetici e semiconduttori inorganici rapidamente degradabili.
L’innovazione dei materiali: prestazioni elevate
Come evidenziato da Celine Yeung, coautore dello studio, la progettazione ha escluso ogni elemento tossico, dando vita a un processo che consente di ottenere un unico prodotto finale senza produrre scarti indesiderati.
Il team di Cambridge ha integrato semiconduttori organici ed enzimi di batteri solfato-riduttori, in grado di separare l’acqua e trasformare la CO2. Una sfida superata consisteva nel trovare un modo per mantenere gli enzimi stabili senza l’impiego di additivi chimici non sostenibil
Sfruttando un enzima ausiliario, l’anidrasi carbonica, racchiusa in una struttura porosa di biossido di titanio, sono riusciti ad utilizzare una semplice soluzione di bicarbonato, simile all’acqua frizzante, ottenendo solidità e maggiore continuità operativa.
Efficienza e potenzialità future della foglia artificiale
Il dispositivo, testato in laboratorio, ha prodotto correnti elevate e ha funzionato per oltre 24 ore senza interruzioni, segnalando un’efficienza quasi totale nella conversione degli elettroni.
Sotto la direzione di Erwin Reisner, il gruppo ha dimostrato che la foglia non solo è valida per produrre energia pulita, ma può essere adattata per sintetizzare composti preziosi utilizzati dai settori farmaceutici e industriali.
L’impiego di semiconduttori organici, per la prima volta in questo tipo di applicazione, apre la strada a una nuova generazione di dispositivi eco-compatibili. I ricercatori stanno lavorando per aumentare la durata e la versatilità, con l’obiettivo di rendere la produzione di energia e sostanze chimiche sempre più verde, priva di elementi pericolosi e adatta a più applicazioni.
