Grazie a un nuovo catalizzatore a base di ossido di zinco e ossido di rame, è possibile produrre metano da acqua contenente anidride carbonica usando come fonte energetica il Sole. Il risultato apre la strada all’immagazzinamento efficiente dell’energia solare, che supera le limitazioni delle batterie
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L’anidride carbonica si può convertire in metano puro al 99 per cento usando l’energia solare. Lo hanno dimostrato Hyunjoon Song e colleghi dell’Institute for Basic Science di Daejeon, in Corea del Sud, che firmano un articolo su “Nature Communications”. Il risultato suggerisce una proposta valida per la produzione energetica sostenibile.

La radiazione solare che arriva sulla superficie della Terra è una fonte inesauribile e pulita di energia, che può essere convertita in energia elettrica con pannelli fotovoltaici. Ma l’immagazzinamento della carica rimane ancora un problema tecnologico di non poco conto, considerato che le batterie hanno una capacità e una longevità limitate. È per questo che molti laboratori nel mondo stanno cercando una soluzione alternativa, per esempio sfruttando l’energia elettrica dei pannelli fotovoltaici per scindere l’acqua e ottenere idrogeno, un vettore energetico.

Tra i materiali necessari per convertire la radiazione luminosa in corrente elettrica, uno dei più promettenti è il biossido di titanio. I pregi di questo materiale sono la notevole abbondanza e la bassa tossicità ambientale. La sua capacità catalitica, di per sé già soddisfacente, può essere ulteriormente incrementata con l’abbinamento di questo composto con platino e oro.

Questi catalizzatori ibridi, nella maggior parte dei casi, producono idrogeno, ma in linea di principio si potrebbero ottenere anche altri vettori energetici, per esempio composti contenenti carbonio, come gli idrocarburi. A questo scopo però bisogna utilizzare una fonte di carbonio, preferibilmente molto abbondante e a basso costo, come può essere l’anidride carbonica.

Song e colleghi sono partiti dall’ossido di zinco, un minerale usato per produrre creme solari in virtù della sua capacità di deviare i raggi del Sole, combinato con l’ossido di rame. I due composti insieme hanno la capacità di convertire la radiazione luminosa in corrente con grande efficienza. La corrente così prodotta può essere fatta scorrere in acqua contenente anidride carbonica, dove innesca una complessa reazione chimica in grado di convertire l’anidride carbonica in metano puro al 99 per cento.

L’efficienza di questo tipo di processo è già stata dimostrata in precedenza, ma solo usando materiali rari e costosi, e producendo combustibili non così facili da sfruttare come il metano. L’apparato di Dong e colleghi ha il pregio ulteriore di immagazzinare energia in un gas come il metano che ha una densità di energia superiore a quella della maggior parte delle batterie esistenti. Secondo gli autori, ulteriori ricerche potrebbero fornire dati preziosi per capire come massimizzare le prestazioni del dispositivo.