Fotosintesi semi-artificiale, la tecnologica frontiera dell’energia rinnovabile

La fotosintesi è il processo attuato dagli organismi autotrofi per produrre il glucosio partendo dall’acqua e dal diossido di carbonio, termine scientifico che denomina l’anidride carbonica. Il motore di questo meccanismo è la luce solare che viene assorbita, in particolare, dalla clorofilla, un pigmento fotosensibile. Le piante convertono la luce in energia e rilasciano nell’ambiente l’ossigeno nel momento in cui separano le molecole d’acqua (H2O, 2 atomi di idrogeno e uno di ossigeno).
L’idrogeno, nello specifico, è una fonte potenzialmente illimitata di energia rinnovabile.

Fotosintesi naturale

La grande maggioranza dell’ossigeno della Terra, fondamentale per permettere la respirazione degli esseri viventi che abitano il pianeta, viene realizzato attraverso la fotosintesi.
Un team di ricercatori del St John's College, Università di Cambridge, ha ideato un innovativo metodo per catturare l’energia del sole e per compiere la divisione dell’acqua, alterando il modo il cui le piante conducono questo processo. La ricerca, pubblicata su Nature Energy, ha tutte le potenzialità per poter rivoluzionare, in futuro, la produzione di energia rinnovabile.
“La fotosintesi naturale non è pienamente efficiente in quanto si è evoluta solo per garantire la sopravvivenza”, spiega Katarzyna Soko, dottoranda presso St John's College. Il meccanismo attuato dalle piante realizza, infatti, solo 1-2% dell’energia totale che potrebbe potenzialmente convertire e archiviare.

Componenti biologici e tecnologia

Nonostante siano già note delle modalità per permettere la realizzazione della fotosintesi artificiale, quest’ultima non viene impiegata come energia rinnovabile in quanto necessita di costosi e tossici catalizzatori per la sua realizzazione. I ricercatori, per ovviare a questo problema di natura economica, hanno realizzato un’innovativa tecnica di fotosintesi semi-artificiale servendosi di un particolare enzima al posto dei catalizzatori. Per compiere lo studio la dottoressa Soko e il suo team sono riusciti a riattivare uno specifico processo nelle alghe che è rimasto inerte per millenni.
In queste ultime è infatti presente un enzima, denominato idrogenasi, che è in grado di ridurre i protoni in idrogeno. “Durante l'evoluzione questo processo è stato disattivato perché non era necessario per la sopravvivenza, ma siamo riusciti a bypassare l'inattività per ottenere la reazione che volevamo”, ha spiegato la Soko. Il dottore Erwin Reisner, capo del Laboratorio Reisner e ricercatore del St John's College, ha descritto la ricerca come una preziosa ‘pietra miliare’ che rivoluzionerà il panorama dell’energia rinnovabile.