La ricerca scientifica ha compiuto un passo da gigante verso la produzione sostenibile di carburanti, grazie allo sviluppo di un sistema prototipale che imita il processo di fotosintesi per generare metano utilizzando luce solare, acqua e CO2. Questa innovazione rappresenta un avanzamento significativo verso la riduzione della dipendenza dai combustibili fossili non rinnovabili.
Il Potenziale del Metano come Fonte di Energia Rinnovabile
Il Metano: Un Combustibile ad Alta Densità Energetica
Nonostante il metano sia un potente gas serra, è anche un combustibile ad alta densità energetica e componente principale del gas naturale. I combustibili fossili, incluso il gas naturale, impiegano milioni di anni per formarsi e la loro estrazione può avere effetti nocivi sull’ambiente. Trovare metodi per produrre metano da fonti di energia rinnovabili potrebbe aiutare a ridurre la necessità di combustibili fossili non rinnovabili nel tempo.
La Fotosintesi Artificiale: Un Modello da Imitare
Una fonte di energia sostenibile e abbondante fornita quotidianamente alla Terra è il sole. Gli esseri umani hanno cercato di sfruttare questa risorsa con i pannelli solari, ma le piante hanno già risolto il problema, utilizzando la luce solare per alimentare la fotosintesi e convertire CO2 e acqua in ossigeno e zuccheri da utilizzare come carburante in seguito.
Sviluppo di un Prototipo per la Produzione di Metano
La Creazione di un Sistema di Celle Reattive
Il team di ricerca ha creato un insieme di celle reattive, simili ai pannelli solari, che sono state rivestite con un fotocatalizzatore di titanato di stronzio alluminato (SrTiO3) per alimentare la reazione. Queste celle rivestite sono state riempite con acqua e posizionate al sole. In queste condizioni, l’acqua si è scissa in gas idrogeno e ossigeno, che sono stati separati, e il gas idrogeno purificato è stato immesso nella seconda parte del sistema.
La Conversione in Metano e il Riciclo dell’Acqua
Nella seconda camera, il gas idrogeno ha reagito con CO2, formando metano e acqua, quest’ultima riciclata nel primo passaggio con il fotoreattore. Successivamente, hanno creato un array di 130 piedi quadrati di celle — circa le dimensioni di una piccola camera da letto — che ha operato continuamente per tre giorni in varie condizioni meteorologiche.
Sebbene promettente, il team riconosce che l’efficienza dei sistemi di fotosintesi artificiale deve migliorare prima che questi dispositivi possano diventare opzioni praticabili per la generazione di energia su larga scala. I ricercatori affermano che questo sistema di prova potrebbe essere adattato per aiutare a produrre precursori per la plastica o altri prodotti chimici di base, oltre che essere ampliato per produrre quantità maggiori di biocarburanti sostenibili.
Il riconoscimento va ai finanziatori del progetto, la Japan Technological Research Association of Artificial Photosynthetic Chemical Process e l’European Innovation Council, e alcuni autori sono impiegati presso INPEX Corporation, un’azienda di esplorazione e produzione di petrolio e gas.
