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Un team di scienziati dell'Università di Cambridge ha sviluppato una rivoluzionaria foglia artificiale semi-sintetica, capace di imitare il processo di fotosintesi naturale. Questa innovativa tecnologia utilizza la luce solare per convertire l'anidride carbonica (CO2) e l'acqua in preziosi prodotti chimici, aprendo nuove frontiere per un'industria chimica più sostenibile e rispettosa dell'ambiente.
La particolarità di questo dispositivo risiede nell'assenza di componenti e catalizzatori tossici, rendendo le reazioni chimiche completamente sicure per l'ecosistema. Il sistema ibrido, sviluppato dai ricercatori, combina semiconduttori organici con enzimi batterici, eliminando la necessità di fonti di alimentazione esterne. L'anidride carbonica viene estratta direttamente da soluzioni gassate, come l'acqua tonica, dimostrando la versatilità e l'efficienza del processo.
In passato, le reazioni che utilizzavano enzimi richiedevano l'aggiunta di specifici tamponi che, tuttavia, acceleravano la degradazione degli enzimi stessi. La nuova foglia artificiale supera questo limite, operando ininterrottamente per 24 ore consecutive e raggiungendo una stabilità senza precedenti nel suo campo.
È importante sottolineare che il sistema sviluppato produce formiato, una materia prima fondamentale per numerose reazioni chimiche, piuttosto che prodotti finiti come aspirina o detergenti. Tuttavia, questo rappresenta un passo cruciale, un po' come la prima tessera di un domino che innesca una reazione a catena di processi chimici.
L'industria chimica è responsabile di circa il 6% delle emissioni globali di gas serra. La possibilità di produrre materie prime in modo ecologicamente sostenibile potrebbe ridurre significativamente questa impronta di carbonio. Gli enzimi necessari per la reazione chimica, in presenza di un catodo di materiali organici, sono prodotti da batteri solfato-riduttori. Per aumentare la superficie di reazione, il dispositivo integra un materiale poroso, il biossido di titanio. Gli scienziati sottolineano che il processo cattura quasi tutti gli elettroni prodotti, un risultato mai raggiunto prima.
A differenza della fotosintesi naturale, limitata dalla superficie disponibile per le coltivazioni, e dell'industria chimica tradizionale, dipendente dai combustibili fossili, le foglie artificiali offrono scalabilità e non generano inquinamento ambientale. Questa tecnologia rappresenta un futuro promettente per i settori farmaceutico e chimico, aprendo la strada a una chimica non tossica e sostenibile.
L'innovazione si inserisce in un contesto globale di crescente attenzione verso le tecnologie di cattura e utilizzo del carbonio (CCU). Secondo un rapporto dell'Agenzia Internazionale dell'Energia (IEA), le tecnologie CCU hanno il potenziale per ridurre significativamente le emissioni di CO2 derivanti da processi industriali, contribuendo al raggiungimento degli obiettivi di decarbonizzazione. Ulteriori sviluppi in questo campo potrebbero portare alla creazione di impianti industriali in grado di assorbire CO2 dall'atmosfera e trasformarla in prodotti di valore, contribuendo attivamente alla lotta contro il cambiamento climatico.
