In futuro ricaveremo energia da foglie sintetiche

Anche le foglie sintetiche possono produrre energia elettrica. Un gruppo di ricercatori della North Carolina State University è riuscito produrre dispositivi in grado di produrre elettricità comportandosi come le piante.

Questo nuovo tipo di celle, oltre a imitare la natura, hanno anche il pregio di essere potenzialmente più economiche e più eco-friendly, ossia maggiormente biocompatibili, dal momento che il loro principale materiale è una specie di gel a base acquosa. Per realizzare queste foglie artificiali i ricercatori hanno inserito all’interno del gel delle molecole foto-recettive (sensibili alla luce) a cui hanno abbinato elettrodi rivestiti di materiali a base di carbone, come la grafite. In alcuni casi hanno usato persino la stessa clorofilla delle piante.

Il funzionamento di queste celle solari può essere spiegato in modo molto semplice: le molecole fotosensibili presenti al loro interno producono energia elettrica ogni qual volta vegono “eccitate” dai raggi solari; il processo, cioè, non differisce molto da quello della fotosintesi clorofilliana durante il quale la luce solare stimola la crescita della pianta attraverso la sintesi degli zuccheri provocata dalla la foto-sollecitazione delle molecole presenti al suo interno.

Il professor Orlin Velev - professore di Ingegneria chimica e biomolecolare presso la succitata università – ha pubblicato online un saggio sul “Journal of Materials Chemistry” in cui descrive le teorie, gli studi, le ricerche e gli esperimenti che hanno portato alla realizzazione di questa nuova generazione di celle solari. La speranza del suo team di ricercatori è di imparare a imitare la natura o, meglio, di riprodurre artificialmente «i materiali attraverso cui la Natura imbriglia l’energia solare». Ora che i primi esperimenti sono stati avviati e il concetto è stato verificato empiricamente, Velev e i suoi collaboratori hanno intenzione di perfezionare le loro ricerche, alla ricerca di affinare questo congegno per la fotosintesi artificiale. Il prossimo passo, dunque, sarà dedicarsi allo sviluppo di un sistema che permetta alle cellule artificiali di comportarsi esattamente come quelle naturali, ossia di auto-rigenerarsi. Un’altra strada fondamentale da percorrere, poi, riguarda l’aumento dell’efficienza delle foglie sintetiche, cioè sarà necessario che i ricercatori migliorino la capacità delle fotocelle di produrre energia, magari operando proprio sulla composizione chimica del gel in cui sono immerse le molecole.

Quest’applicazione dei principi della naturale fotosintesi delle piante alla tecnologia delle celle fotovoltaiche e, più in generale, alla produzione di elettricità sfruttando la luce solare, è un’interessante passo in avanti per la ricerca sulle energie alternative. Se da un lato c’è da rallegrarsene, dall’altro bisogna restare sempre con i piedi bene ancorati per terra. La ricerca sembra procedere nella strada giusta – ed è un bene - ma le applicazioni pratiche di questi esperimenti che avvengono in laboratorio sembrano essere ancora abbastanza lontane. Velev, infatti, immagina un futuro in cui i tetti e le terrazze degli edifici potranno essere ricoperti di un sottile strato di celle simil-organiche (le foglie sintetiche, appunto) capaci di trasformare la luce solare in energia elettrica ma ci tiene ad essere cauto. I prototipi realizzati sino ad ora dimostrano un’efficienza relativamente bassa, cioè siamo ancora lontani dalla messa a punto di apparecchi perfettamente funzionanti e dalla loro conseguente produzione di massa. Tuttavia il professore che sia lecito riporre delle speranze in questo senso.

Il documento di Velev è stato firmato anche dall’Air Force Research Laboratory e dall’università coreana “Chung-Ang”. I finanziamenti per questa ricerca, che fa parte del macro-progetto sulle nanotecnologie denominato “Nano@NC State”, sono stati forniti sia dall’Air Force Research Laboratory che dal governo statunitense attraverso il Ministero per l’energia (U.S. Department of Energy).