Autostrade soffocate dal traffico, supermercati carichi di scorte di fertilizzanti provenienti da campi lontani e praticamente tutto ciò che tocchiamo derivato da plastiche a base di petrolio. È difficile immaginare la vita al di là del nostro mondo alimentato dai combustibili fossili. L'oro nero ci ha portato una prosperità senza precedenti, ma ha anche inquinato il nostro ambiente, forse irreparabilmente, ed è in quantità finita. Ora cosa?

La risposta, mio amico, sta soffiando nel vento. Ma non nel lamento, modo irraggiungibile che Bob Dylan esprimeva nei suoi famosi testi. L'azoto vivificante scorre intorno a noi e, secondo il biochimico Lance Seefeldt della Utah State University e altri importanti scienziati, contiene la chiave per la sostenibilità al di là dell'energia non rinnovabile.

L'Ufficio delle scienze energetiche di base del Dipartimento dell'energia degli Stati Uniti ha riunito Seefeldt e altri 16 esperti nella ricerca sull'azoto a Washington, D.C. per un vertice di ottobre 2016 per discutere l'attuale campo della chimica di attivazione dell'azoto e le sue direzioni future. Il team riporta le proprie conclusioni in un articolo di revisione del 25 maggio, 2018, numero della rivista Scienza .

"Questo incontro è stato un 'Who's Who' della ricerca sull'azoto, "dice Seefeldt, professore presso il Dipartimento di Chimica e Biochimica dell'USU, un membro dell'Accademia americana per l'avanzamento della scienza e un co-presidente del raduno. "Il nostro gruppo includeva il premio Nobel Robert Schrock e il culmine dei nostri sforzi è davvero un tour de force. Nessuno di noi, individualmente, avrebbe potuto scrivere questo rapporto."

Tutta la vita sulla terra richiede azoto e un enorme 80 percento dell'atmosfera del pianeta, sotto forma di diazoto, è costituito dal gas che sostiene la vita. Ancora, né gli animali né le piante possono accedere direttamente all'azoto.

"È un'ironia incredibile, " Seefeldt dice. "Abbiamo bisogno di azoto per sopravvivere e stiamo nuotando in un mare di esso, ma non possiamo arrivarci. Gli esseri umani e gli animali ottengono l'azoto dalle proteine ​​del nostro cibo. Le piante ottengono l'azoto dal terreno".

Ed è qui che i combustibili fossili sono entrati in scena circa un secolo fa. Gli scienziati tedeschi Franz Haber e Carl Bösch hanno aperto la strada a un processo rivoluzionario per rompere i legami ultra-forti dell'azoto e consentire la produzione su scala commerciale di fertilizzanti, che ha stimolato una crescita senza precedenti dell'offerta alimentare globale e, successivamente, la popolazione mondiale.

"Era una delle meraviglie tecnologiche della storia, ma attualmente consuma circa il due per cento della fornitura mondiale di combustibili fossili e quindi, è arrivato con un'impronta di carbonio molto pesante, " dice Seefeld.

Cosa hanno concluso lui e i suoi colleghi scienziati dal loro vertice? È tempo di intraprendere una nuova rivoluzione.

"Esistono opportunità per ottenere miglioramenti radicali, percorsi nuovi e diversi (per ottenere le trasformazioni dell'azoto), " scrivono gli scienziati. "Ma i progressi in questo senso richiederanno una comprensione a livello molecolare delle reazioni di trasformazione dell'azoto, così come ... la scoperta di nuovi sistemi catalitici e mezzi alternativi per fornire l'energia necessaria per guidare quelle reazioni."

Seefeldt e il suo team USU, la cui ricerca è supportata dal DOE, hanno già avviato sforzi verso un processo pulito e rinnovabile guidato dalla luce per convertire l'azoto in ammoniaca, un componente primario del fertilizzante.

"La nostra ricerca su questo processo, che utilizza nanomateriali per catturare l'energia luminosa, dimostra come la luce solare o artificiale possa alimentare la fissazione dell'azoto, " Seefeldt dice. "È un potenziale punto di svolta".