Le piante, invece, non risentono di questo inconveniente, e trasformano la luce del sole in energia in modo efficiente ed affidabile, per tutto l’arco della loro vita. Questa semplice osservazione è stata di ispirazione per un gruppo di ricercatori del MIT (Massachussetts Institute of Technology), guidati dal prof. Michael Strano, che ha recentemente pubblicato sulla prestigiosa rivista Nature Chemistry i risultati di una ricerca che lo ha condotto a realizzare la prima cella fotovoltaica in grado di auto-rigenerarsi.

La foglia di un albero ricicla le sue proteine, responsabili dell’assorbimento della radiazione solare, circa ogni 45 minuti: nel caso delle molecole utilizzate per la fotosintesi nelle piante, la forma reattiva dell’ossigeno prodotta dall’irraggiamento solare provoca la rottura delle proteine all’interno dei cloroplasti, dove l’anidride carbonica assorbita dall’ambiente esterno è utilizzata per produrre glucosio (cioè energia). Per imitare tale processo, Strano e il suo team di ricerca hanno prodotto molecole sintetiche dette fosfolipidi, strutture a forma di disco che offrono un supporto strutturale per altre molecole di natura proteica, denominate centri di reazione, in grado di interagire con la luce. Il sistema messo a punto da Strano è costituito da sette differenti composti (fra cui nanotubi di carbonio, fosfolipidi e proteine), i quali, in determinate condizioni, si assemblano spontaneamente per formare una struttura che assorbe radiazioni luminose producendo energia elettrica. Quando un opportuno tensioattivo viene aggiunto a tale miscela, il sistema si disassembla ed i vari componenti vanno in soluzione. Rimuovendo il tensioattivo, mediante un filtraggio con apposita membrana, i vari componenti si assemblano spontaneamente ancora una volta, dando origine alla medesima struttura fotovoltaica perfettamente rinnovata. Il dispositivo messo a punto dal MIT è perfettamente reversibile: il prototipo, infatti, testato per un periodo di 14 ore consecutive, non ha evidenziato alcuna perdita di efficienza. Le singole reazioni di conversione della luce del sole che avvengono in queste nuove strutture molecolari hanno un’efficienza che si attesta intorno al 40%, ma si sta lavorando per cercare di incrementare ulteriormente questo valore.

Un confronto con le attuali tecnologie fotovoltaiche appare ardito, poiché il principio di funzionamento di queste celle è del tutto originale, tuttavia si tratta indubbiamente di una scoperta di notevole interesse, fra le prime che, di fatto, mettono il principio di auto-rigenerazione tipico dei sistemi biologici a servizio di un dispositivo realizzato dall’uomo.

Articolo originale: http://blog.crit-research.it/?p=1702

Spazio in collaborazione con Crit-Research