Messo a punto dai ricercatori dell’Università di Turku, in Finlandia, un nuovo approccio alla fotoproduzione di idrogeno
Il bio-idrogeno è prezioso al settore industriale per la produzione su larga scala di biocarburanti carbon free
(Rinnovabili.it) – Un gruppo di ricerca presso l’Università di Turku, in Finlandia ha scoperto un modo efficace per trasformare l’energia solare in energia chimica del bio-idrogeno attraverso la fotosintesi delle alghe verdi che svolgono la funzione di fabbriche cellulari. L’idrogeno molecolare è considerato come uno dei vettori energetici più promettenti grazie alla sua alta densità energetica e alla possibilità di impiegarlo in maniera pulita.
Il punto di partenza della ricerca sono state le alghe verdi, efficienti biocatalizzatori in grado di trasformare luce e anidride carbonica in diversi composti utili, come vitamine, antiossidanti, polimeri, e carboidrati. Durante la fotosintesi, utilizzano l’energia solare raccolta per scindere le molecole d’acqua, rilasciare ossigeno nell’atmosfera e produrre biomassa che funziona come un ottimo stock di alimentazione nelle bioraffinerie blu (quelle basate sulla biomassa marina quindi scarti di pesce e alghe).
“Quando le cellule delle alghe sono prima incubate in condizioni anaerobiche, al buio, e poi sono esposte alla luce, iniziano a produrre idrogeno in modo efficiente, ma purtroppo solo per pochi secondi”, dice Yagut Allahverdiyeva-Rinne, Professore di Biologia Vegetale Molecolare presso l’Università di Turku. I ricercatori hanno sempre ritenuto che il principale ostacolo alla produzione a lungo termine di idrogeno nelle alghe fosse la distruzione dell’enzima idrogenasi, un elemento chiave in questo processo, da parte dell’ossigeno prodotto durante la stessa fotosintesi. La chiave della ricerca è stata dunque trovare un modo per produrre bio-idrogeno evitando la disattivazione da parte dell’ossigeno. Il problema principale era, tuttavia, quello di riuscire a coniugare le condizioni anaerobiche con quelle di luce necessarie al processo fotosintetico.
Il team ha scoperto che la produzione di idrogeno potrebbe essere estesa in modo significativo esponendo le colture di alghe a forti ma brevi impulsi di luce, interrompendoli da lunghi periodi di buio. “In queste condizioni alle colture di alghe esposte alla luce non è consentito l’accumulo di ossigeno nel medio periodo. Il processo dura almeno per alcuni giorni e il tasso massimo di produzione di idrogeno si verifica durante le prime otto ore,” aggiunge Sergey Kosourov, un altro ricercatore. “Lo studio apre nuove possibilità per la costruzione di efficienti fabbriche di cellule viventi per la produzione di biocarburanti e di diverse sostanze chimiche direttamente dalla luce solare, anidride carbonica e acqua. La ricerca fornisce importanti informazioni su come evitare di ‘sprecare’ energia solare nella produzione di biomassa e come applicarla direttamente per la produzione utile ai bio-prodotti,” ha sottolineato Allahverdiyeva-Rinne.
