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- Di Redazione BoLab
Nuovi materiali organici trasformano la luce in combustibili solari: la ricerca accelera sulla fotosintesi artificiale
La possibilità di trasformare direttamente la luce solare in combustibili sostenibili compie un nuovo passo avanti grazie a una ricerca italiana pubblicata su Nature Chemistry. Lo studio, coordinato dall’Università degli Studi di Padova, ha sviluppato nuovi materiali organici capaci di utilizzare la luce per attivare reazioni chimiche utili alla produzione di combustibili solari e sostanze ad alto valore energetico.
La ricerca si inserisce nel filone della cosiddetta “fotosintesi artificiale”, uno dei campi più promettenti della chimica energetica contemporanea. L’obiettivo è replicare in laboratorio ciò che le piante fanno naturalmente: convertire energia solare in energia chimica immagazzinabile sotto forma di combustibili.
Il gruppo di ricerca ha lavorato su particolari molecole organiche fluorescenti che, immerse in acqua, riescono ad auto-assemblarsi spontaneamente formando strutture ordinate. È proprio questo processo di aggregazione a rappresentare la vera innovazione dello studio. Finora molti materiali organici perdevano efficienza quando le molecole si aggregavano; in questo caso, invece, il fenomeno migliora la capacità di assorbire e convertire la luce in reattività chimica.
Gli studiosi hanno definito questo comportamento “fotocatalisi indotta dall’aggregazione”. In pratica, quando le molecole diventano più rigide grazie all’auto-assemblaggio, l’energia luminosa non viene dispersa attraverso movimenti molecolari, ma indirizzata verso stati eccitati utili a innescare reazioni chimiche. Secondo i ricercatori, questo principio potrebbe aprire la strada a una nuova generazione di materiali fotocatalitici organici più efficienti, economici e sostenibili rispetto ai sistemi tradizionali basati su metalli rari o semiconduttori complessi.
Alla ricerca hanno collaborato anche Università di Bologna, Università di Modena e Reggio Emilia e Rigaku Europe.
Le possibili applicazioni sono molto ampie. I nuovi materiali potrebbero essere utilizzati per produrre idrogeno verde, combustibili sintetici o molecole chimiche alimentate direttamente dall’energia solare. Una prospettiva particolarmente strategica nella transizione energetica europea, che punta sempre più su tecnologie capaci di ridurre dipendenza dai combustibili fossili e accumulare energia rinnovabile sotto forma chimica.
Negli ultimi anni la ricerca internazionale sulla fotosintesi artificiale ha accelerato notevolmente. Diversi gruppi scientifici stanno studiando semiconduttori organici, nanomateriali e sistemi biomimetici in grado di sfruttare la luce solare per produrre idrogeno o convertire CO2 in combustibili.
Uno degli aspetti più interessanti del nuovo studio italiano riguarda proprio l’utilizzo di molecole organiche in acqua, elemento che potrebbe rendere questi sistemi più sostenibili e meno impattanti rispetto ad altre tecnologie fotocatalitiche attualmente in sviluppo.
La sfida resta comunque complessa. Per portare la fotosintesi artificiale fuori dai laboratori serviranno ancora miglioramenti in termini di stabilità, efficienza energetica e scalabilità industriale. Tuttavia il lavoro coordinato dall’Università di Padova rappresenta un passo importante verso materiali intelligenti capaci di trasformare direttamente la luce del Sole in energia chimica pulita.
