Più di un secolo fa, nel 1912, il chimico Giacomo Ciamician lanciava un monito destinato a diventare sempre più attuale: carbone e combustibili fossili non sarebbero stati una soluzione eterna. La risposta, secondo la sua visione, era già sotto i nostri occhi, nelle piante e nel modo in cui sfruttano la luce solare per produrre energia. Per decenni questa intuizione è rimasta confinata alla teoria, limitata dall’assenza di materiali e tecnologie adeguate. Oggi, grazie al lavoro di un team dell’Università di Cambridge, quella visione compie un passo concreto verso la realtà.
Il primo sistema di fotosintesi artificiale realmente funzionante
I ricercatori di Cambridge hanno sviluppato un sistema di fotosintesi artificiale in grado di produrre energia pulita in modo continuo. Non si tratta di un semplice esperimento da laboratorio, ma di una piattaforma progettata per essere scalabile, capace di convertire luce solare, acqua e CO₂ in energia immagazzinabile.
Il concetto alla base è quello di una vera e propria “foglia artificiale”: un sistema che imita i meccanismi fondamentali della fotosintesi naturale e che può operare senza interruzioni significative, utilizzando risorse abbondanti e rinnovabili.
Come funziona il sistema ispirato alla natura
L’approccio adottato dai ricercatori non punta a reinventare i processi naturali, ma a riprodurli in modo controllato. Il sistema replica le due fasi chiave della fotosintesi:
- la reazione alla luce, in cui l’acqua viene scissa;
- la reazione di accumulo, che consente di conservare l’energia sotto forma chimica.
Per ottenere questo risultato vengono utilizzati catalizzatori sintetici e materiali semiconduttori avanzati, in grado di catturare la luce solare e avviare le reazioni necessarie. Il processo porta alla separazione dell’acqua in idrogeno e ossigeno, permettendo di immagazzinare energia nei legami chimici o di utilizzare l’idrogeno per convertire la CO₂ in combustibili utili.
Per molto tempo, la comunità scientifica ha considerato estremamente complesso replicare processi come l’assorbimento della luce o la separazione delle cariche tipici delle foglie. Il lavoro di Cambridge dimostra che questi ostacoli tecnici possono essere superati.
Perché si parla di energia “infinita”
Quando i ricercatori descrivono questo sistema come potenzialmente “infinito”, il riferimento non è a una violazione delle leggi della fisica, ma alla sua capacità di funzionare in modo continuo e stabile. Il sistema richiede una manutenzione minima e si alimenta esclusivamente con elementi facilmente disponibili, come la luce solare e l’acqua.
Il design modulare consente inoltre di immaginare un’integrazione progressiva con le infrastrutture energetiche esistenti, in modo non dissimile da quanto avvenuto negli anni con i pannelli fotovoltaici.
Le sfide ancora aperte
Nonostante il potenziale, i ricercatori mantengono un approccio realistico. Il passaggio dalla sperimentazione al mercato presenta ancora diverse criticità:
- la durabilità dei materiali nel tempo;
- i costi iniziali di produzione e implementazione;
- la necessità di migliorare l’efficienza di conversione “dal sole all’energia chimica”.
La fase successiva della ricerca sarà dimostrare che questi dispositivi possono operare per anni in condizioni reali, e non solo sotto illuminazione controllata da laboratorio.
Un passo concreto verso la decarbonizzazione
Se questa tecnologia riuscirà a essere scalata a livello commerciale, le implicazioni potrebbero essere significative. Sistemi di fotosintesi artificiale potrebbero fornire energia pulita a comunità isolate o non connesse alla rete, offrendo una nuova forma di indipendenza energetica in aree ricche di sole ma povere di risorse fossili.
Il coinvolgimento di un’istituzione come l’Università di Cambridge rafforza la credibilità del progetto e ne facilita l’attrattività per partner industriali e investitori. A oltre cento anni dalle intuizioni di Ciamician, la fotosintesi artificiale smette di essere solo un’idea teorica e diventa un prototipo funzionante. La prossima sfida sarà rendere questa tecnologia economicamente sostenibile e integrabile su larga scala.
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