Come un impianto di produzione di carburante in miniatura, la foglia produce bioetanolo e propanolo da luce, acqua e CO2. Applicata su scala più ampia, questa potrebbe essere una soluzione interessante per la produzione di carburanti sintetici neutrali dal punto di vista climatico, rappresentando così un ulteriore passo avanti rispetto ai combustibili fossili.
L'anno scorso, un gruppo di ricercatori dell'Università di Cambridge ha presentato una foglia artificiale galleggiante in grado di produrre gas sintetico direttamente sull'acqua. I processi fotosintetici, simili a quelli della natura, sono entrati in gioco per produrre il prezioso carburante dalla luce solare, dall'acqua e dall'anidride carbonica. Dal processo di scissione dell'acqua si è arrivati all'idrogeno e dall'anidride carbonica al cosiddetto "syngas". Ora i ricercatori hanno raggiunto nuovi sviluppi - una pietra miliare per la produzione di carburante ecologico.
La centrale elettrica in miniatura sulla lama non produce più solo una miscela di idrogeno e monossido di carbonio, ma anche sostanze chimiche più complesse. Il nuovo prototipo converte acqua e CO2 direttamente in carburanti elettronici con l'aiuto dell'energia solare. A differenza degli impianti di produzione convenzionali, la produzione di questo vettore energetico liquido deve avvenire senza l'utilizzo di combustibili fossili, ad esempio per l'alimentazione elettrica per la produzione di idrogeno, diventando così neutrale dal punto di vista climatico.
Come nel modello precedente della lastra sintetica, che ha una dimensione di pochi centimetri quadrati, la combinazione di vanadato di bismuto che assorbe la luce e perovskite produce gas di sintesi. Ma ora vengono aggiunti nuovi catalizzatori in rame e palladio, che portano alla produzione di "una miscela di etanolo e n-propanolo" - spiega il responsabile del progetto e chimico Erwin Reisner. Entrambi gli alcoli possono essere facilmente trasportati e utilizzati come carburanti sostenibili ad alta densità energetica.
Tuttavia, la tecnologia è ancora lontana dal tagliare il traguardo, poiché alcuni aspetti devono ancora essere perfezionati. Ad esempio, l'anidride carbonica necessaria per il processo attualmente deve ancora provenire da grandi fonti di emissioni di CO2, come gli impianti industriali, per garantire la concentrazione di carbonio necessaria. "Tuttavia, stiamo già lavorando per cavarcela con le concentrazioni di CO2 atmosferica", afferma Reisner a questo proposito.
Allo stesso modo, il gruppo di ricerca ha bisogno di molte più risorse e portata se si vuole che questa tecnologia non rimanga in laboratorio ma si affermi gradualmente nel settore dell'energia e dei combustibili. Il progetto di Cambridge potrebbe rappresentare uno sviluppo estremamente importante per la produzione di carburanti a zero emissioni di carbonio, completamente privi di combustibili fossili e considerati più sostenibili rispetto alle alternative attualmente presenti sul mercato dei carburanti. Gli scienziati si occuperanno ora di scalare il sistema per essere in grado di produrre maggiori quantità di carburante. Solo quando i carburanti elettronici saranno disponibili in quantità maggiori, infatti, potranno essere inclusi nelle regole per le zone ambientali, per il rilascio dei vari badge ambientali in Europa e per il divieto delle auto a combustione a partire dal 2035.