Il ruolo di antenne solari di piante e batteri per produrre energia

Il Politecnico di Milano coordina il progetto Horizon2020 PHOEBUS che ha l’obiettivo di creare una fotosintesi artificiale per fare energia e immagazzinarla

Il ruolo di ‘antenna solare’ di piante e batteri fotosintetici viene studiato in modo da poterlo riprodurre in sistemi molecolari artificiali. Questo in breve lo scopo del progetto coordinato dal Politecnico di Milano Horizon2020 PHOEBUS.

In questo modo si legge nel comunicato “la comprensione della capacità di raccogliere energia solare degli organismi fotosintetici naturali si tradurrà in regole per il progetto di sistemi artificiali”, in modo da riuscire a produrre energia chimica pulita, riuscendo a immagazzinarla facilmente e in modo efficiente per le necessità presenti e future.

Dall’analisi dei sistemi naturali, il Politecnico spiega che è evidente che l’assorbimento della luce da parte delle molecole che si trovano nelle proteine degli organismi fotosintetici, dai batteri monocellulari alle piante più complesse, si verifica in frazioni infinitesimali di secondo.

La foto-eccitazione originata dalla luce solare si disperde istantaneamente su tutte le molecole foto-eccitate ed è trasmessa alla ‘centrale elettrica’ dell’organismo fotosintetico attraverso una catena di pigmenti.

I ricercatori di PHOEBUS grazie a sofisticati strumenti disponibili presso i laboratori del Dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano, hanno fotografato questi meccanismi, riuscendo ad osservare in tempo reale i primi istanti temporali che si susseguono all’eccitazione solare in organismi batterici elementari.

Dopo due anni di studi, il progetto PHOEBUS spiega che il trasporto energetico nei sistemi naturali viene regolato dalle leggi della meccanica quantistica, attraverso una specifica architettura molecolare che incanala in modo estremamente efficiente l’energia solare verso la centrale elettrica molecolare, dove viene utilizzata per convertire l’anidride carbonica in zuccheri, che servono da “carburante” delle molecole.

PHOEBUS ha studiato organismi naturali complessi, come le alghe, e nuovi sistemi artificiali, mai sintetizzati prima.  In questi sistemi artificiali le molecole foto-attive vengono connesse attraverso legami chimici per imitare la struttura dei pigmenti nelle proteine fotosintetiche e quindi riprodurre gli effetti del processo di fotosintesi in laboratorio. L’obiettivo finale è la produzione di una “foglia artificiale” che converta l’acqua in combustibili quali idrogeno e ossigeno e allo stesso tempo pulisca l’atmosfera riducendo la concentrazione di anidride carbonica.

Fonte: Politecnico di Milano

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