Nella ricerca per rendere l'idrogeno una fonte di carburante alternativa pulita, i ricercatori sono stati ostacolati su come creare idrogeno utilizzabile che sia pulito e sostenibile senza fare affidamento su un intenso, processo ad alta energia che supera i vantaggi di non utilizzare il petrolio per alimentare i veicoli.

Nuove scoperte da un team di ricercatori dell'Università del Tennessee, Knoxville, e l'Oak Ridge National Laboratory, però, mostrano che la fotosintesi - il processo mediante il quale le piante si rigenerano utilizzando l'energia del sole - può funzionare in modo pulito, fonte sostenibile di idrogeno.

Il gruppo, guidato da Barry Bruce, professore di biochimica e biologia cellulare e molecolare presso UT Knoxville, scoperto che il meccanismo interno della fotosintesi può essere isolato da alcune alghe e, quando accoppiato con un catalizzatore al platino, è in grado di produrre una fornitura costante di idrogeno se esposto alla luce.

I risultati sono descritti nel numero di questa settimana della rivista Nanotecnologia della natura .

Bruce, che ricopre il ruolo di direttore associato per il Centro di ricerca sull'energia e l'istruzione di UT Knoxville, osserva che già otteniamo la maggior parte della nostra energia dalla fotosintesi, seppur indirettamente.

I combustibili fossili di oggi erano una volta, milioni di anni fa, materia vegetale ricca di energia la cui crescita è stata anche sostenuta dal sole attraverso il processo di fotosintesi. Ci sono stati sforzi per abbreviare questo processo, vale a dire attraverso la creazione di combustibili da biomassa che raccolgono piante e convertono i loro idrocarburi in etanolo o biodiesel.

"Il biocarburante come molti lo pensano ora - raccogliere piante e convertire il loro materiale legnoso in zuccheri che vengono distillati in liquidi combustibili - probabilmente non può sostituire la benzina come principale fonte di carburante, " ha detto Bruce. "Abbiamo scoperto che il nostro processo è più diretto e ha il potenziale per creare una quantità molto maggiore di carburante utilizzando molta meno energia, che ha una vasta gamma di vantaggi."

Uno dei principali vantaggi del metodo di Bruce è che elimina due intermediari chiave nel processo di utilizzo delle capacità di conversione solare delle piante. Il primo intermediario è il tempo necessario a un impianto per catturare l'energia solare, crescere e riprodursi, poi muoiono e alla fine diventano combustibile fossile. Il secondo intermediario è l'energia, in questo caso la notevole quantità di energia necessaria per coltivare, raccogliere e trasformare materiale vegetale in biocarburante. Bypassare queste due opzioni e utilizzare direttamente il sistema solare integrato nell'impianto o nelle alghe per creare carburante pulito può essere un grande passo avanti.

Altri scienziati hanno studiato la possibilità di utilizzare la fotosintesi come fonte di idrogeno, ma non hanno ancora trovato un modo per far sì che la reazione avvenga in modo efficiente alle alte temperature che esisterebbero in un grande sistema progettato per sfruttare la luce solare.

Bruce e i suoi colleghi hanno scoperto che partendo da un'alga termofila blu-verde, che favorisce temperature più calde, potrebbero sostenere la reazione a temperature fino a 55 gradi C, o 131 gradi F. Questa è all'incirca la temperatura nei deserti aridi con un alto irraggiamento solare, dove il processo sarebbe più produttivo. Hanno anche scoperto che il processo era più di 10 volte più efficiente all'aumentare della temperatura.

"Come preside e chimico, Sono molto impressionato da questo recente lavoro del professor Bruce e dei suoi colleghi, " ha detto Bruce Bursten, decano del College of Arts and Sciences di UT Knoxville. "L'idrogeno ha il potenziale per essere il carburante alternativo più pulito al petrolio, senza produzione di gas serra, e abbiamo bisogno di nuove innovazioni che permettano di produrre facilmente idrogeno da fonti non idrocarburiche. Il professor Bruce e il suo team hanno fornito un superbo esempio di come l'eccellenza nella ricerca di base possa contribuire in modo significativo ai progressi tecnologici e sociali".

Fonte:Università del Tennessee a Knoxville