Imitando le foglie il mondo correrà a emissioni zero

Ci sono scienziati che osservano una foglia in modo molto diverso da noi. Per loro è la macchina perfetta: creandone di artificiali - prevedono - si salverà l’umanità dalla schiavitù energetica e allo stesso tempo dal collasso ambientale.
Uno di questi è Vincenzo Balzani, professore di Chimica all’Università di Bologna e autorità internazionale in fatto di energie rinnovabili e nanomacchine. «Se riusciremo a imitare in laboratorio i processi chimici in una foglia - spiega - avremo creato la fotosintesi artificiale e saremo in grado di scindere l’acqua per produrre idrogeno, vale a dire il combustibile del futuro, che, quando viene utilizzato, genera nient’altro che acqua».
Imitare una foglia è (anche se non si direbbe) straordinariamente difficile, come sanno i ricercatori impegnati in un settore che intreccia biologia, chimica e fisica, ed ecco perché Balzani, con altri cinque scienziati, lancia un appello al governo sulla questione energetica, «una sfida non solo scientifica e industriale, ma morale».

Professore, come funziona la fotosintesi artificiale?
«E’ un processo complesso e ancora in fase di studio, che fu immaginato per la prima volta, a inizio Novecento, da Giacomo Ciamiciam, il chimico a cui è intitolato il dipartimento in cui lavoro: si tratta di reazioni chimiche che, simulando alcuni aspetti della fotosintesi naturale, permettono di utilizzare l’acqua per ottenere ossigeno e idrogeno, un combustibile che può essere usato come tale o per produrre energia elettrica, senza creare sostanze inquinanti. Ma i problemi di risolvere sono ancora molti».

Perché è tanto complicato?
«E’ noto che l’acqua non è in grado di assorbire la luce solare e quindi è necessario un fotosensibilizzatore, che agisca come fa la clorofilla nelle piante: deve mettere a disposizione l’energia assorbita per generare i processi molecolari con cui si ricavano l’idrogeno e l’ossigeno. Sono coinvolti due elettroni nel caso del primo processo e quattro nel secondo e, di conseguenza, sono reazioni molto complesse. Anche per la relazione tra fotoni ed elettroni».

In che senso? Qual è il ruolo dei fotoni?
«I fotoni - le particelle della luce solare - arrivano “diluiti”: quando una molecola assorbe un fotone, si eccita ed è in grado di generare un elettrone che deve essere, per così dire, conservato, finché un successivo fotone non produce un secondo elettrone. E’ necessaria quindi la presenza di un catalizzatore che accumuli gli elettroni indispensabili per il processo: è proprio quello che accade anche nella fotosintesi naturale. James Barber dell’Imperial College di Londra ha in parte chiarito come funzionano in natura questi catalizzatori ed è un passo utile anche per le ricerche sulla fotosintesi artificiale. Ci sono altri aspetti del processo fotosintetico naturale che cerchiamo di imitare».

Quali?
«Nelle foglie, per esempio, ci sono aggregati di molecole, chiamati “antenne”, che assorbono l’energia luminosa e la trasmettono a un “centro-reazione”, dove l’energia viene utilizzata: il mio gruppo di ricerca è impegnato proprio a creare antenne artificiali. E’ chiaro, perciò, che per la fotosintesi artificiale bisogna combinare vari sistemi chimici, ciascuno capace di svolgere una funzione: assorbire la luce solare, trasferire l’energia, generare un processo di ossido-riduzione, usare collettivamente gli elettroni generati per scindere l’acqua in idrogeno e ossigeno».

E il suo appello? Si aspetta fondi per ricerche che in Italia sono trascurate?
«Lo scopo primario è far capire che affondiamo in una crisi energetica ed ecologica di cui pochi sono consapevoli. La Terra è un’astronave che viaggia con più di sei miliardi di passeggeri, i quali devono vivere con le risorse che sono nella stiva e con un’unica, grandissima, dall’esterno: l’energia solare. I beni nella stiva sono non-rinnovabili. Quindi bisogna usarli con parsimonia e, se producono danni, bisogna limitarne l’uso. L’appello chiede al governo di agire, perché si incoraggi il risparmio e venga avviata un’azione per lo sviluppo delle energie rinnovabili, anzitutto del solare che ha molti vantaggi».

Quali vantaggi?
«E’ inesauribile e non inquinante, non richiede tecnologie complesse e non può essere usata per scopi bellici. E ha un pregio enorme: è ovunque. Non ci sono che due alternative: energie rinnovabili o energia nucleare. E scegliere la seconda strada è pericoloso. I politici devono capirlo, ma mi colpisce che anche molti scienziati non sembrano rendersene conto».

A chi si riferisce?
“Ad associazioni come “Galileo 2001”, che invocano il nucleare. E’ una scelta sbagliata. Meglio fare come la Germania. Con eolico e fotovoltaico sono stati creati 350 mila posti di lavoro. E i nostri imprenditori? Quando si accorgeranno che il solare è già adesso un business?».