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Sun catalytix. Celle a bio-idrogeno alimentate dal sole

Una grande sfida tecnologica per il nostro futuro globale è lo sviluppo delle energie rinnovabili. Il progetto sul quale ormai molti scienziati in tutto il mondo si stanno sfidando è quello di riprodurre i meccanismi della fotosintesi per generare idrogeno più “economico” da impiegare come energia pulita. Dai laboratori del  Massachusetts Institute of Technology - Mit di Boston è in pieno sviluppo un progetto di ricerca probabilmente destinato a cambiare il futuro dell’energia. Imitando la fotosintesi tipica delle piante, il chimico Prof. Dan Nocera con il collega Matthew Kanan hanno sviluppato un processo che permetterà all’energia solare di trasformare l’acqua in energia. Il tutto è riassumibile in una semplice equazione: luce solare + H₂O = carburante. Questo tipo di  "fotosintesi artificiale", denominata Sun Catalytix, potrebbe consentire la produzione di carburanti economici e materiali per l'industria chimica a partire dall'energia solare rinnovabile.

L'innovativo laboratorio di ricerca del Prof. Daniel Nocera ha fondato a Cambridge la Sun Catalytix Corporation, proprio con l'intenzione di fornire a prezzi accessibili un sistema altamente distribuito di generazione energetica. Il nucleo della tecnologia Sun Catalytix è un innovativo elettrolizzatore alimentato attraverso pannelli fotovoltaici, progettato per essere realizzato con materiali economici e lavorare con tutti i tipi di acqua. Questo componente è necessario per scindere le molecole di acqua in atomi di idrogeno e ossigeno. Gli atomi verranno ricombinati all'interno di una una caldaia a celle a combustibile e trasformati in energia elettrica senza emissioni di carbonio. I pannelli fotovoltaici alimentano durante il giorno i due catalizzatori per produrre ossigeno ed estrarre l’idrogeno, mentre la notte l’idrogeno immagazzinato potrebbe alimentare le utenze, dato che i componenti elementari di soli 3 litri d'acqua possono generare abbastanza energia per soddisfare i fabbisogni energetici quotidiani di una grande casa. In quattro ore, afferma il Prof. Nocera, l'acqua trattata con il catalizzatore è in grado di produrre 30 Kw di energia.

La tecnologia Sun Catalytix, inoltre, rispetto ai sistemi già sperimentati negli anni ’70, è meno costosa e meno dannosa. Gli scienziati, infatti, già in quegli anni avevano provato a replicare la fotosintesi, ma le sperimentazioni condotte utilizzavano alte temperature, materiali pericolosi ed inquinanti con costi molto elevati.

La Sun Catalytix Corporation ha terminato un consistente turno di finanziamenti ed ha appena ottenuto la licenza per l’utilizzo della nuova tecnologia del Massachusetts Institute of Technology. “Dividere l’acqua per creare idrogeno è un concetto vecchio come le colline. La svolta è che può avvenire in modo economico. Operare con acqua sporca, come l’acqua di un fiume cittadino o addirittura utilizzando acqua salata dal mare”, afferma Nocera, “Tutte le esigenze di una famiglia in fatto di energia elettrica, potrebbero essere immagazzinate di notte in poche bottiglie d’acqua. […] Alla Sun Catalytix Corporation stiamo lavorando per realizzare il sogno di un'energia rinnovabile a basso costo che consenta alle persone di utilizzare la potenza dell'idrogeno a tutte le ore. Tale processo, entro dieci anni potrebbe essere utilizzato in tutte le abitazioni dotate di pannelli fotovoltaici. Sostenuti da Polaris Venture Partners, abbiamo iniziato un percorso verso un futuro energetico sostenibile”.

La risposta italiana si chiama “Biosolar Lab”, un nuovo centro, diretto da James Barber, biochimico di fama mondiale, attivo dal giugno 2009 presso la sede di Alessandria del Politecnico di Torino, in collaborazione con la Regione Piemonte, Eni, Chemtex, Imperial College e Massachusetts Institute of Technology, all’interno del quale si sta sviluppando un particolare dispositivo con cui riprodurre la cosiddetta “foglia artificiale”, per la produzione di idrogeno a temperatura ambiente mediante fotolisi. Per la prima volta in Italia un laboratorio si spinge così lontano nella ricerca sulla produzione di bio-idrogeno.

Riuscire in questa impresa, nella quale si stanno cimentando i più avanzati centri di ricerca del mondo, significherebbe rivoluzionare il settore delle energie rinnovabili rendendo l' idrogeno, il biocombustibile del futuro, meno costoso e più facile da produrre.

Articolo di Andrea Cantini e Massimiliano Bertoni

Per approfondimenti
www.suncatalytix.com
web.mit.edu/chemistry/dgn/www/
www.polito.it

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