I ricercatori hanno ottenuto energia attraverso la fotosintesi semi-artificiale, un processo mediante il quale l'acqua nelle piante viene scomposta in idrogeno e ossigeno. Il nuovo metodo ha permesso loro di aumentare la quantità di energia prodotta.
I biologi hanno trovato un nuovo modo di utilizzare l'energia solare per buoni scopi. Modificando il meccanismo della fotosintesi nelle piante, hanno imparato a scindere l'acqua in idrogeno e ossigeno, rilasciando energia. Un articolo su questo è stato pubblicato su Nature Energy.
La fotosintesi è essa stessa il processo di "conversione" della luce solare in energia, che le piante usano. L'ossigeno è un sottoprodotto della decomposizione dell'acqua assorbita dalla pianta. Forse la fotosintesi è la reazione più importante per tutta la vita sulla Terra, poiché produce quasi tutto l'ossigeno nell'atmosfera del pianeta. L'idrogeno, che si forma anche durante la scissione dell'acqua durante la fotosintesi, ha il potenziale per essere una fonte di energia ecologica e inesauribile.
Un team di ricercatori guidato da accademici del St. John's College dell'Università di Cambridge ha utilizzato la luce solare per scomporre l'acqua in idrogeno e ossigeno durante un processo di fotosintesi artificiale, che gli scienziati hanno corretto con componenti biologici e nuove tecnologie. Con questo metodo, le piante assorbono più luce solare del solito.
"La fotosintesi naturale è inefficace, poiché si è sviluppata esclusivamente per la sopravvivenza delle piante, quindi fornisce l'energia minima richiesta - solo l'1-2% di ciò che può potenzialmente distribuire", ha commentato uno degli autori del lavoro Katarzyna Sokol.
La fotosintesi artificiale esiste da molti decenni, ma non è mai stata utilizzata con successo per creare energia rinnovabile, poiché si basa sull'azione di catalizzatori costosi e tossici. Per lo stesso motivo, nessuno ha provato a utilizzarlo a livello industriale.
Un setup sperimentale in cui è stato eseguito il processo di fotositesi semi-artificiale.
Lo studio Cambridge fa parte di uno sforzo su larga scala per migliorare la fotosintesi semi-artificiale con l'obiettivo di passare alla fotosintesi completamente artificiale utilizzando enzimi.
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Un team di ricercatori guidato da Sokol non solo è stato in grado di aumentare la quantità di energia prodotta e immagazzinata, ma ha anche attivato il processo di fotosintesi nelle alghe, che è rimasto inattivo per millenni.
“L'idrogenasi è un enzima presente nelle alghe che può ridurre il numero di protoni nell'idrogeno. Nel corso dell'evoluzione, la sua produzione in alghe è stata disattivata, poiché non era necessaria per la sopravvivenza. Siamo stati in grado di superare questa limitazione e ottenere la reazione desiderata: scindendo l'acqua in idrogeno e ossigeno , ha spiegato Sokol.
La ricercatrice spera che la tecnica sviluppata dal suo gruppo venga applicata a sistemi innovativi per la conversione dell'energia solare. È il primo modello ad utilizzare con successo l'idrogenasi e i fotosistemi per un processo di fotosintesi semi-artificiale innescato interamente dalla luce solare.
Due anni fa, una vera svolta in questo settore è stata la creazione di un dispositivo per la fotosintesi artificiale da parte degli scienziati del Julich Research Center. Il prototipo funzionante del dispositivo era una piccola unità autonoma con una superficie di lavoro di soli 64 centimetri quadrati.
Ksenia Murasheva
