Le alghe diventano mini-fabbriche di idrogeno, lo studio

Se compresse in goccioline d’acqua zuccherata, le alghe verdi possono essere convertite in mini-fabbriche di idrogeno. È quanto hanno scoperto dei ricercatori dell’Università di Bristol. Lo studio, nato dalla collaborazione con l’Harbin Institute of Technology cinese, è stato pubblicato su Nature Communications.

In termini di emissioni, l’idrogeno è un carburante potenzialmente neutro. Può essere adattato a vari impieghi e settori, anche molto diversi tra loro. Nonostante sia l’elemento più semplice presente sulla Terra, è però di rado disponibile allo stato libero e molecolare (H₂). La sua sintesi, inoltre, ha riscontrato non pochi limiti in quanto richiede l’utilizzo di quantitativi energetici elevati. Dalle alghe verdi unicellulari arriva però una possibile svolta. Le alghe verdi, come ogni altro organismo fotosintetico, assorbono la CO₂ e rilasciano ossigeno. Ma se circa 10.000 cellule algali di clorella vengono compresse, per compressione osmotica, in gocce d’acqua zuccherate, i livelli di ossigeno calano bruscamente e le cose cambiano. Questo ha come risultato l’attivazione nelle cellule di enzimi detti idrogenasi che, per l’appunto, dirottano il normale processo fotosintetico e sintetizzano idrogeno piuttosto che ossigeno. Ed è proprio quello che hanno fatto i ricercatori sino-britannici. “L'esaurimento locale di ossigeno - hanno spiegato - si traduce nella produzione di idrogeno dal nucleo del reattore a scala algale. Livelli avanzati di sintesi di idrogeno - hanno aggiunto - possono essere raggiunti sinergicamente racchiudendo le cellule fotosintetiche all'interno di un guscio di cellule batteriche che effettuino la respirazione aerobica”. Nel corso della sperimentazione i batteri, infatti, sono stati introdotti allo scopo di rimuovere ulteriore ossigeno, aumentando così il numero di cellule algali predisposte all’attività delle idrogenasi.

Con questo metodo, a partire da un solo millilitro di acqua, si potrebbero realizzare 250.000 mini-fabbriche di idrogeno verde. “I nostri risultati - hanno commentato i ricercatori - evidenziano un promettente approccio sostenibile finalizzato allo sviluppo di energia verde fotobiologica. L'uso di goccioline acquose separate a due fasi, per sequestrare selettivamente e organizzare spazialmente diversi tipi di cellule, potrebbe trovare applicazione in campo biomedico, come nella terapia cellulare e l'ingegneria dei tessuti. Inoltre, il nostro studio potrebbe fornire un sistema modello per la costruzione di colonie e prototipi di proto-cellule sintetiche”. Un primo passo, quindi, verso una produzione di idrogeno a minor dispendio energetico, ma non solo.

L'idrogeno è un vettore energetico potenzialmente pulito e potrebbe essere, di conseguenza, esente da impatti climalteranti. A differenza delle fonti energetiche propriamente dette, i vettori energetici veicolano l’energia da una forma a un’altra e non sono utilizzabili nell’esatto momento in cui vengono prodotti.

L’idrogeno, in particolare, si può considerare un ottimo combustibile per produrre energia.

Se consumato tramite combustione, l'idrogeno viene bruciato da solo o, in alternativa, addizionato ad altri combustibili. La tecnologia maggiormente sfruttata nella realizzazione di motori a idrogeno è però quella alla base delle celle a combustibile. Queste, sfruttando il cosiddetto “ricongiungimento chimico” tra idrogeno e ossigeno, rappresentano ad oggi la soluzione migliore dal punto di vista economico ed ecologico.