Un pannello solare per trasformare l'anidride carbonica in acido formico
Ci aveva già provato la Panasonic nel 2012, ma con scarsi risultati: ricreare la fotosintesi clorofilliana in maniera artificiale, sfruttando la luce solare per trasformare l'anidride carbonica in combustibile ‘green'. Ci riprova ora un team di ricercatori capitanati dal professor Andrew Bocarsly dell'Università di Princeton, fondatore della giovane società Liquid Light Inc. del New Jersey, che ha in parte finanziato il progetto. Lo studio è stato pubblicato di recente sulla rivista scientifica Journal of CO2 Utilization con il titolo "Photons to formate: Efficient electrochemical solar energy conversion via reduction of carbon dioxide" e riguarda la possibilità di risolvere il problema del riscaldamento globale e dei gas serra nocivi per l'ambiente, riconvertendo l'utilizzo della CO2 in eccesso nella nostra atmosfera.
(L'esperimento all'Università di Princeton cerca di limitare le emissioni di Co2 nell'atmosfera)
Secondo il documento, per risolvere il problema non è necessario imbrigliare i gas serra così da azzerarne l'impatto o ricorrere a fonti di energia alternativa, ma è sufficiente ripensare in un certo senso la fotosintesi clorofilliana, destinando l'enorme quantità di CO2 a uno scopo differente: tramite un dispositivo ad hoc, i ricercatori hanno sapientemente sfruttato la luce solare per alimentare una cella elettrochimica in grado di trasformare l'anidride carbonica in acido formico, un acido carbossilico incolore e corrosivo che prende il suo nome dal mondo animale, nello specifico dalle formiche il cui veleno contiene questo tipo di composto chimico. L'acido formico ha una grande varietà di utilizzi, in quanto può essere sfruttato come agente antibatterico nel mangime per gli allevamenti di bestiame, nel campo dell'apicoltura o nell'industria tessile, della plastica o della carta sotto forma di sale derivato, ma ha anche grandi potenzialità come combustibile ‘green', per questo ha suscitato l'interesse dell'ambiente accademico di Princeton.
(Il prof. Andrew Bocarsly e due ricercatori accanto alle tre celle elettrochimiche alimentate dal pannello solare)
L'esperimento è stato portato avanti grazie a un pannello solare collegato a una cella elettrochimica: il primo è del tipo commercializzato dalla PSE&G (Public Service Electric and Gas) per potenziare i pali dell'elettricità nel New Jersey, mentre la seconda è composta di piastre di metallo rettangolari che racchiudono al loro interno i canali in cui scorre il liquido necessario al processo che dovrebbe riconvertire l'energia elettrica in energia chimica; per portare avanti l'esperimento sono state utilizzate ben tre celle ed è stato sfruttato il cosiddetto adattamento di impedenza, una nozione dell'elettronica che sta ad indicare la condizione di massimo trasferimento di potenza da un dispositivo generatore ad uno utilizzatore (nel nostro caso rispettivamente il pannello e la cella elettrochimica). Il procedimento è finalizzato a mantenere una sorta di equilibrio di potenza all'interno del sistema brevettato a Princeton: in chiave di massimizzazione dell'efficienza energetica, la quantità di potenza prodotta dal pannello solare è uguale a quella che la cella può gestire.
(Il funzionamento del sistema brevettato a Princeton)
Il sistema sviluppato dal team di ricerca è il migliore realizzato per ora, perché riesce a raggiungere il 2% di efficienza energetica, riuscendo così a produrre più energia del dispositivo Panasonic che raggiungeva solo il 0,2%. Allo stesso tempo l'esperimento è molto efficace in quanto riesce in un certo senso a sostituire in forma artificiale – se non superare – il meccanismo della fotosintesi clorofilliana.
Molte aziende hanno manifestato il loro interesse verso il dispositivo a tre celle alimentato da un pannello per la possibilità di produrre energia tramite acido formico e di conservarla all'interno di pile a combustibile.
Rimangono ancora aperti però numerosi interrogativi relativi all'utilizzo di una sostanza che è comunque un acido corrosivo; allo stesso tempo ancora non sono noti i costi di realizzazione del dispositivo né in quale quantità avvenga l'utilizzo di risorse come l'acqua per il processo di riconversione della CO2.
