No, non basta inquinare di meno e quindi emettere un numero minore di emissioni nocive per poter davvero arrestare il cambiamento climatico. Come hanno spiegato molte volte gli scienziati negli ultimi anni, è necessario mettere a punto delle tecnologie in grado di eliminare dall’atmosfera terrestre tutta l’anidride carbonica in eccesso: oltre a produrne di meno, infatti, bisogna eliminare parte di quella già esistente. Qualche settimana fa vi abbiamo parlato della innovativa tecnologia messa a punto da Climeworks, la quale per l’appunto serve a filtrare l’aria dall’anidride carbonica, riutilizzando poi quest’ultima all’interno di serre agricole, dove è necessaria per il normale processo di fotosintesi. Ma perché, dunque, non fare in modo di attivare un processo di fotosintesi in laboratorio, così da eliminare direttamente l’anidride carbonica in eccesso generando allo stesso tempo una discreta mole di energia, proprio come fanno le piante giorno dopo giorno? Ecco, oggi parliamo delle cosiddette emissioni negative e, nella fattispecie, della fotosintesi in laboratorio.

Emissioni e deforestazione: la necessità della fotosintesi in laboratorio

Va ovviamente fatta una premessa doverosa: il fatto che si stiano elaborando delle tecnologie per le emissioni negative, in grado cioè di risucchiare l’anidride carbonica, non vuol dire certamente che l’umanità può continuare indisturbata a emettere gas serra con questo ritmo frenetico. Al contrario, già adesso questa impresa sembra tutto fuorché facile, anche con i migliori filtri o con le migliori tecnologie basate sulla fotosintesi in laboratorio o su altri procedimenti innovativi. Ad ogni modo, è un dato di fatto: ogni anno la deforestazione taglia più di 90 mila chilometri quadrati di verde, così da far diminuire giorno dopo giorno la quantità di anidride carbonica convertita in ossigeno dal naturale processo di fotosintesi. La prima soluzione, ovviamente, è quella di frenare la deforestazione, e anzi ripopolare i polmoni verdi del pianeta con milioni di nuove piante, per poi frenare l’inquinamento in ogni aspetto della vita umana. Ma per velocizzare questo compito sempre più urgente, il mondo scientifico da anni sta cercando di mettere a punto un processo artificiale di fotosintesi in laboratorio.

fotosintesi in laborotorio

La supramolecola del Virginia Tech

Il primo esempio viene da una collaborazione tra il Dipartimento dell’Energia statunitense e il Virginia Tech: qui, fin dal 2012, si sta lavorando alla cosiddetta ‘supramolecola‘, ovvero una molecola costituita da due diverse materie in grado di innescare delle reazioni chimiche dopo aver assorbito della luce. Con questa fotosintesi in laboratorio, dunque, si sta cercando di imitare nel miglior modo possibile quello che avviene nelle piante verdi, convertendo l’energia solare in energia chimica, da conservare poi sotto forma di idrogeno. La supramolecola è composta da rutenio e da rodio, materiali in grado di innescare questa reazione chimica: il passo in avanti è quello di riuscire a dare il via all’assorbimento della luce e a effettuare la catalisi in una singola supramolecola, caratterizzata per l’appunto dalla presenza di un collegamento in grado di trasferire gli elettroni dai centri RU ai catalizzatori RH, dove l’energia viene utilizzata per produrre idrogeno. Se dapprima, nel 2012, la produzione di idrogeno da parte della supramolecola era stata giudicata insoddisfacente dagli stessi ricercatori, ora ricombinando gli ioni di Ru e di Rh gli studiosi sono riusciti a produrre idrogeno per ben 10 ore di fila, potenziando così di gran lunga le possibilità della fotosintesi in laboratorio.

La foglia artificiale di Harvard

Luce solare, anidride carbonica e acqua: questo quello che serve per attivare il processo di fotosintesi in laboratorio brevettato al Virginia Tech. Ma non sono loro gli unici ad aver sperimentato le potenzialità della fotosintesi in laboratorio negli ultimi anni: come riportato dalla rivista Science nel giugno del 2016, anche all’Università di Harvard c’è chi sta lavorando ad un progetto di questo tipo. Nello specifico, Daniel G. Nocera e Pamela A. Silver hanno messo a punto un sistema artificiale anch’esso in grado di convertire l’anidride carbonica in idrogeno – sfruttando però completamente un altro tipo di tecnologia: qui si tratta infatti di batteri attivati dalla luce. Non si parla più quindi di una supramolecola, quanto invece di un accoppiamento tra microbi, energia solare ed acqua in grado di produrre energia pulita anche a livelli molto bassi di anidride carbonica. Insomma, questa è davvero una foglia artificiale, collegata a dei catalizzatori metallici.

 

Fotosintesi in laboratorio anche per produrre fertilizzante a base di azoto

Ma il lavoro di Nocera e di Silver non si limita alla pura produzione sostenibile di idrogeno. Impiegando infatti la biologia nella fotosintesi in laboratorio si può arrivare alla produzione di un’ampia gamma di ‘prodotti’ diversi, e Nocera si sta ora concentrando sulla possibilità di produrre un fertilizzante a base di azoto da impiegare in quei terreni e in quelle coltivazioni in cui i fertilizzanti non sono facilmente disponibili. Come ha spiegato Nocera, «se ci pensiamo, la fotosintesi è meravigliosa» aggiungendo che «è esattamente quello che facciamo anche noi, ma noi lo facciamo in modo nettamente migliore, in quanto trasformiamo tutta quell’energia in altrettanta energia».

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