Idee brillanti ed energia pulita
La Prof. Greta Patzke illustra la sua ricerca in merito ai problemi globali dell'energia, con lo scopo di trovare una soluzione che consenta di produrre energia davvero pulita da fonti sostenibili.
Signora Patzke, con la sua ricerca si prefigge di risolvere il problema dell'energia. Dovremo limitarci molto?
No. L'ideale sarebbe mantenere inalterato il livello di civilizzazione, senza minare gli ecosistemi e gli equilibri della terra. Il mio obiettivo è mettere a punto una tecnologia per produrre energia assolutamente pulita da fonti sostenibili.
Come pensa di riuscirci?
Con la fotosintesi artificiale, ovvero la produzione di idrogeno attraverso la scissione dell'acqua indotta dalla radiazione solare. Per usare una metafora, cerchiamo una polvere magica da spargere nell'acqua, che attraverso l'azione del sole possa trasformarla in idrogeno e ossigeno.
Le piante possono utilizzare l'energia solare grazie alla fotosintesi. Quindi intende ispirarsi a un processo che è presente in natura da milioni di anni?
In linea di massima sì, ma non è così semplice riprodurre in laboratorio un processo del mondo naturale. Sarebbe come cavare un occhio a un uomo e impiantarlo in un robot per donargli la vista. Non funziona così. Siamo alla ricerca di una tecnologia che sia semplice, solida, conveniente e anche più efficiente della fotosintesi naturale.
Il mio obiettivo è mettere a punto una tecnologia per produrre energia assolutamente pulita da fonti sostenibili.
La fotosintesi artificiale è ritenuta una delle aree più complesse della chimica. Perché?
L'acqua è un composto molto stabile, ed è bene così. Si immagini se l'acqua del mare si scindesse sotto l'azione dei raggi solari. Sarebbe terribile. Per avviare la scissione ci vuole un catalizzatore ed è quello che stiamo cercando. Ci occorrono addirittura due catalizzatori, uno per l'ossigeno e uno per l'idrogeno. Il mio campo è la catalisi dell'ossigeno. Si tratta della parte più difficile.
Come funziona un catalizzatore?
Esistono diversi approcci. Perlopiù lavoriamo con il cobalto. La scorsa estate abbiamo pubblicato un lavoro su un complesso di cobalto, una molecola unica, che sembra presentare le proprietà richieste. Ora vogliamo studiarla. Deve sapere che i criteri fondamentali della catalisi non sono ancora del tutto chiari. A volte è come se costruissimo cento auto, di cui due sono eccellenti, 48 così così e 50 da buttare – e non ci si spiega il perché.
Quindi ci vuole fortuna?
Un pizzico di casualità c'è sempre. I processi sono così complessi che non è possibile controllare simultaneamente tutte le variabili.
Se ho ben capito, prima che la fotosintesi artificiale possa diventare realtà, ci vorranno decenni e non semplicemente anni?
Se si trova un buon catalizzatore, si può procedere rapidamente. In caso contrario, è probabile che occorra più tempo.
Siamo alla ricerca di una tecnologia che sia semplice, solida, conveniente e anche più efficiente della fotosintesi naturale.
La fotosintesi artificiale apre le porte a un mercato enorme – perché le aziende non compiono ricerche in questo settore?
Sicuramente l'industria scenderà in campo quando scorgerà i segnali di una drastica svolta. Attualmente però la ricerca si trova ancora in uno stadio iniziale.
Supponiamo invece che con il suo metodo fossimo già in grado di produrre idrogeno in modo pulito e conveniente. Cosa ne faremmo?
L'idrogeno può essere utilizzato per produrre corrente con una cella a combustibile, oppure, per la produzione di carburanti artificiali, di benzina sintetica. Il processo corrispondente si chiama sintesi di Fischer-Tropsch e veniva praticato già durante la Seconda guerra mondiale.
Per sfruttare l'energia solare esistono già le celle solari. Perché ci serve anche la fotosintesi artificiale?
Il fotovoltaico è una tecnologia matura e affascinante, ma presenta uno svantaggio: fornisce elettricità – in altre parole non consente di immagazzinare l'energia, ma ha bisogno di una rete.
Non è così nel caso della fotosintesi artificiale?
No, in questo caso abbiamo l'idrogeno, utilizzabile per successive lavorazioni. Nei luoghi in cui non esiste una rete elettrica, questa tecnologia pulita avrà sicuramente la sua ragione d'essere. Inoltre dobbiamo evitare di fare affidamento su un'unica tecnologia, come abbiamo fatto con il petrolio e il gas.
Come è approdata alla sua ricerca?
Sono partita dalle basi, occupandomi fondamentalmente di nanoparticelle e cluster chimici. Solo quando ho sentito di essere davvero pronta, mi sono detta: ora voglio restituire qualcosa alla società. Lavorare quindi in ambiti con un futuro potenziale di applicazione. Questo non sarebbe possibile senza un solido fondamento.
