Il carburante green verrà realizzato da foglie artificiali create con una tecnologia che imita la fotosintesi sulle quali sbocciano speciali “fiori” di rame.
Per la società attuale la riduzione di emissioni di carbonio e l’aumento di domanda di energia sono le due sfide più importanti. Per questo la ricerca scientifica lavora a soluzioni innovative per produrre energia pulita.
Un team di ricercatori dell’Università di Cambridge in collaborazione con l’Università della California-Berkeley nel Regno Unito a tal proposito, ha sviluppato una tecnologia innovativa che potrebbe rivoluzionare il modo di produrre carburanti e sostanze chimiche.
Un dispositivo circa 200 volte più efficiente rispetto a quelli finora ottenuti a base di minuscoli “nanofiori” di rame che sbocciano su foglie artificiali alimentate dall’energia solare che consente di ottenere combustibili green utilizzando semplicemente anidride carbonica, acqua e glicerolo.
Carburante green e fiori di rame, di cosa si tratta
Il sistema dei fiori di rame decritto sulla rivista Nature Catalysis, a differenza della maggior parte dei catalizzatori metallici, che possono convertire solo la CO₂ in molecole monoatomiche, consente la formazione di idrocarburi più complessi con due atomi di carbonio, come etano ed etilene, elementi fondamentali per la produzione di combustibili liquidi, materie plastiche, farmaci, cosmetici e molti composti chimici, in maniera pulita e sostenibile.
“Il glicerolo è tipicamente considerato un rifiuto, ma in questo caso svolge un ruolo cruciale nel migliorare la velocità di reazione”, ha dichiarato Virgil Andrei, uno degli autori dello studio. “Questo dimostra che possiamo applicare la nostra piattaforma a un’ampia gamma di processi chimici, oltre alla semplice conversione dei rifiuti. Progettando attentamente l’area superficiale del catalizzatore, possiamo contenere i prodotti generati, rendendo il processo più selettivo”.
La nuova tecnologia, l’utilizzo
Questo dispositivo secondo il parere dei ricercatori produce idrocarburi in modo molto più efficace, circa 200 volte più efficiente dei sistemi precedenti per la scissione di acqua e anidride carbonica.
I ricercatori hanno come obiettivo quello di rendere questa tecnologia più efficiente, attraverso l’aumento della produzione chimica sostenibile e accompagnare la transizione verso un’economia circolare e neutrale.
Carburante green, come funziona
Gli studiosi sono partiti da una foglia artificiale realizzata con un materiale ad alta efficienza usato per le celle solari, la perovskite, in grado di assorbire la luce a cui hanno unito un minuscolo catalizzatore in rame che converte la CO₂ in molecole utili e che, a differenza di altri dispositivi simili, permette di ottenere anche idrocarburi con struttura chimica più complessa.
Infine, per migliorare ulteriormente l’efficienza, gli autori dello studio hanno implementato anche dei nano-elettrodi in silicio che sfruttano il glicerolo come fonte aggiuntiva di energia.
“Questo progetto è un ottimo esempio di come le partnership di ricerca globale possano portare progressi scientifici di grande impatto”, ha aggiunto Andrei. “Combinando le competenze di Cambridge e Berkeley, abbiamo sviluppato un sistema che può rimodellare il modo in cui produciamo carburanti e sostanze chimiche di valore in modo sostenibile”.
Il sistema nonostante i miglioramenti, risulta ancora con un’efficienza bassa, ma da quanto affermato dagli scienziati, il problema verrà superato con ulteriori modifiche nella progettazione, dando il via a una produzione chimica sostenibile.
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