La fotosintesi potrebbe generare l'energia del futuro

L'energia solare potrebbe essere il biocarburante del futuro. O forse una fonte inesauribile di elettricità verde ed economica, ma non attraverso pannelli fotovoltaici o simili. In particolare, se la fotosintesi inversa appena scoperta fornisce i risultati attesi, le aspettative potrebbero essere superate fino a diventare il santo graal dell'energia pulita di domani.

La fotosintesi ha ispirato la scienza e, in molti modi, la biomimetica è diventata la grande speranza di una moderna società a basse emissioni di carbonio. Vediamo tre recenti progressi in questo campo, progetti scientifici che vanno in giro con la fotosintesi, confidando ciecamente in esso e facendo grandi progressi.

Tutti e tre sono sorprendenti quanto promettenti. Le domande ora sono: saranno ottimizzate, esploderanno? I combustibili fossili e anche altre energie verdi diventeranno obsoleti? Cambieranno davvero il mondo, diventeranno rivoluzionarie energie di risparmio del pianeta? Molte domande, quando sono anche esperimenti molto nuovi. Solo il tempo ha la risposta se la fotosintesi potrebbe generare l'energia del futuro .

La fotosintesi inversa come biocarburante

La proposta degli scienziati danesi, il cui risultato è stato pubblicato sulla rivista Nature Communication, è di invertire la tendenza. Invece di riprodurre il meccanismo della fotosintesi in laboratorio seguendo le leggi della natura, lo hanno fatto al contrario.

Non si può negare che l'idea sia geniale. Il processo mentale che ha ispirato questa idea è pieno di logica. Vale a dire: se le piante ricavano il loro cibo da sostanze inorganiche (motivo per cui vengono chiamate esseri autotrofi) mediante la fotosintesi, in cui il sole viene utilizzato come fonte di energia, ci prefiggeremo l'obiettivo di convertirlo in generatore di corrente

Ma come si fa? Rispondere a questa domanda da un milione di dollari è stato possibile tirando la biomimetica, l'entusiasmante scienza che si ispira alla natura per trovare risposte incredibili a domande che sembravano non averle. In questo caso, la tecnologia di fotosintesi inversa è in grado di ottenere energia verde.

In particolare, è stato realizzato utilizzando la biomassa proveniente dalle piante, ma per comprenderlo è necessario partire dal concetto di fotosintesi. Basta ricordare che la clorofilla li aiuta a catturare la luce solare, ed è attraverso la loro cattura che le piante possono svolgere il processo che consente loro di nutrirsi.

Fondamentalmente, convertono la luce in energia per assorbire CO2 dall'aria, che catturano anche con le loro foglie. Inoltre, insieme all'acqua che le loro radici assorbono, formano il glucosio ed è quell'energia che lo rende possibile.

L'energia viene prodotta grazie alla luce e alla clorofilla, sia attraverso una catena di elettroni che trasportano luce, sia in quella che è stata definita la energizzazione degli elettroni dell'acqua, cosa che senza di essa non sarebbe possibile. Non sorprende che, oltre ad essere un pigmento, la clorofilla agisca in doppio senso, svolgendo un ruolo chiave come ricevitore e convertitore di energia solare in energia chimica.

La fotosintesi inversa cerca di ottenere energia pulita. La sua base teorica consiste, come dice il nome stesso, a invertire il processo per raggiungere questo obiettivo.

In particolare, cerca di rilasciare energia e altri prodotti chimici basati sulla biomassa creata dalle piante, idealmente per ottenere energia pulita in grado di fornire l'industria .

Questa è un'indagine ancora incipiente, che emula i processi naturali effettuati da alcuni funghi parassiti delle piante.

Per cercare di raggiungere questo obiettivo, hanno approfittato dell'uso della monoossigenasi, un enzima naturale ampiamente usato per produrre biocarburanti. Dovendo prendere elettroni da una molecola di donatore, la clorofilla si adatta perfettamente.

A sua volta, da quando la clorofilla divenne la chiave, anche la luce solare divenne essenziale in questo esperimento di fotosintesi invertito. Da questi due elementi sono stati seguiti gli stessi meccanismi utilizzati dalla natura, in cui tutto inizia con questo pigmento verde, responsabile della fotosintesi.

Una volta raggiunto questo punto, viene eseguito lo stesso processo della fotosintesi, ma nella direzione opposta. In questo tentativo, la monoossigenasi digerisce la biomassa, rilasciando così energia. Un processo che alla luce del sole si risolve in soli cinque minuti. Altrimenti, ci vogliono circa 24 ore. Pertanto, l'obiettivo è ottenere la prima opzione per trasformarla in una possibile fonte di energia, pronta per la sua generazione e da utilizzare quasi in tempo reale.

La fotosintesi artificiale: la foglia magica

La creazione di una foglia artificiale che produce la fotosintesi dalla materia inorganica è un'altra grande invenzione. Prima di invertire la fotosintesi, ma anche relativamente nuovi, possono essere considerati una versione curiosa dei pannelli solari.

In questo caso, tuttavia, non viene prodotta energia, ma viene prodotto ossigeno, quindi le possibilità di utilizzo sono tremendamente versatili. Tra gli altri, ossigena le atmosfere interne che agiscono come filtri biologici dell'aria o produttori permanenti di ossigeno, il che significa risparmio energetico, poiché evitiamo l'uso di dispositivi di trattamento ambientale.

O, ad esempio, se vengono utilizzati per ossigenare l'interno di un razzo nello spazio, eviteremmo di caricare bombole di ossigeno liquido, in modo da poter svolgere missioni molto più lunghe. Ancora una volta, si tratta di un risparmio energetico indiretto.

Metti in sogno, ci permetterebbe persino di vivere su altri pianeti o di creare un nuovo posto in cui vivere sul fondo del mare. I suoi usi, in breve, sono tanti quanto l'immaginazione impone, ma la cosa veramente importante è che è stato inventato.

Il padre della creatura è Julián Melchorri, uno studente del Royal College of Arts di Londra. È un materiale sintetico che ha bisogno di acqua e luce per eseguire questa fotosintesi parallela, quindi è sufficiente che ci sia umidità ambientale e luce per raggiungerla.

Oltre all'incredibile utilità che può avere, è sorprendente come abbia realizzato un materiale fotosintetico che svolge le funzioni di qualsiasi foglio. Vorremmo quasi dire che è vivo. Secondo il suo creatore, è stato ottenuto estraendo i cloroplasti dalle cellule vegetali (gli organelli in cui viene eseguita la fotosintesi) e collocandoli all'interno di una fibra di seta che funge da struttura. In questo modo, la pianta continua a comportarsi come tale.

Cyberplants, energia verde

La fotosintesi è anche alla base della creazione dei primi cyberplants, concepiti come impianti energetici. Ancora una volta, l'obiettivo è creare energia pulita e sostenibile .

La proposta si basa su scienziati dell'Università di Linköping, in Svezia, i cui risultati sono stati l'integrazione di un polimero elettricamente conduttivo in una rosa da giardino. Dopo l'operazione, la rosa continua a vivere, così ricca. Tuttavia, non è una rosa normale. E non perché è quello del piccolo principe, unico per il suo amore. Anche qui la cosa importante è invisibile agli occhi, ma il trucco non è diverso da quello che si fa quando si desidera colorare i fiori con acqua tinta. Quasi quasi il trucco del mandorlo, ma questa volta, tuttavia, è stato aggiunto un polimero solubile in acqua, che lo rende in grado di condurre l'elettricità .

Il risultato è una pianta apparentemente normale, che funge da cavo. Può persino diventare un circuito elettrico. Le possibilità sono quasi infinite, soprattutto considerando le esigenze dell'attuale rivoluzione digitale.

Tra le altre possibilità potremmo "incorporare i sensori nelle piante e utilizzare l'energia formata dalla clorofilla, creare antenne ecologiche o produrre nuovi materiali", ha affermato Magnus Berggren, leader della ricerca. Naturalmente, anche le possibilità all'interno della domotica sono inimmaginabili. In effetti, per ora serve solo come supporto ai sistemi di alimentazione che richiedono poca energia. In futuro, chissà, potrebbero anche fiorire nuove possibilità.

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