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Energia solare attraverso la fotosintesi delle piante

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L'ultima frontiera delle nanoscienze di racconta di come poter usare le piante per catalizzare energia solare. La Tel Aviv University infatti sta portando avanti un progetto di ricerca che utilizza piccole particelle della stuttura delle proteine dei piselli per concentrare l'energia solare ed ottenere energia proprio come avviene nella fotosintesi. Il risultato è ancora insufficiente ma il sistema funziona. 

Energia solare attraverso la fotosintesi


Le nanoscienze si concentrano molto sul processo di fotosintesi. I ricercatori vogliono duplicare questo processo realizzato delle piante verdi e utilizzare la potenza del sole per uso energetico. Fino ad ora i pannelli solari fotovoltaici non sono stati in grado di sostituire i combustibili fossili, producono una quantità di energia solare limitata con un costo decisamente alto. La produzione di energia solare dipende anche dalla posizione geografica. I deserti sono i luoghi più adatti per la produzione rispetto ad aree dal clima temperato. Ma possiamo avere una nuova fonte di energia solare che fornisce una quantità di energia mentre è nel piatto del nostro pranzo o della nostra cena, per esempio i piselli. Noi sappiamo che hanno un buon sapore, ma gli scienziati stanno cercando di utilizzarli per la produzione di energia solare. Il progetto è realizzato da ricercatori del dipartimento di biochimica della Tel Aviv University, che hanno scoperto che i piccoli cristalli presenti nei piselli potrebbero essere utilizzata come caricatori di batterie, e non escludono la possibilità di utilizzarli come il nucleo di efficienti cellule solari artificiali.

La nanoscienza è fondamentalmente la scienza di piccole particelle di materiale. Negli ultimi tempi è uno dei campi più importanti tra le ricerche di frontiera. Madre Natura, fino ad oggi, è la più grande nanoscienziata, visto che non ha alcun problema nel posizionamento delle molecole con precisione sub-nanometrica. Per la natura è lavoro di routine. Questo tipo di posizionamento è anche fondamentale per il funzionamento dei sistemi biologici complessi come la fotosintesi. La Ricerca del Prof. Nelson pone la sua attenzione su questo aspetto. 
Le piante verdi convertono l'energia solare in energia chimica attraverso diversi processi. Gli scienziati di Tel Aviv si stanno concentrando sul Photosystem I (PSI), in quanto questa fase in particolare è responsabile per la conversione dell'energia luminosa in altri tipi di energia, come l'energia chimica. I ricercatori di Tel Aviv hanno scoperto che questo processo viene realizzato anche nei cristalli trovati nei piselli. Questi cristalli possono potenzialmente trasformare energia luminosa in energia elettrica.

Raccogliere energia solare attraverso le piante


Il prof. Nathan Nelson del Dipartimento di biochimica di Tel Aviv University ci dice: "Guardando la struttura della membrana più complessa presente in una pianta, abbiamo decifrato una struttura complessa delle proteine di membrana che è il cuore del modello da noi proposto per lo sviluppo dell'energia verde.'"Le piante hanno sviluppato un meccanismo perfetto per convertire l'energia solare in energia chimica. Hanno sviluppato un sofisticato "nano-meccanismo" che lavora insieme alla luce del sole e offre una perfetta resa quantica del 100%. L'intero processo è definito come Photosystem I (PSI). Questo stesso è stato isolato dalle foglie di piselli e cristallizzato. Il prof. Nelson ha sottoposto questa struttura cristallina ad una osservazione ad alta risoluzione. In questo modo era in grado di descrivere la sua struttura complessa in dettaglio.
Il team della Tel Aviv University ha effettuato vari esperimenti e posto i cristalli su lastre ricoperte d'oro che sono stati in grado di generare una carica di 10 volt. Una quantità che non è sufficiente per realizzare una centrale, ma può essere utilizzata per piccole necessità. Prof. Nelson spiega il suo stupore e la sua gioia, "Si può immaginare il nostro stupore e la nostra gioia quando, dopo l'illuminazione di tali cristalli posti sulle lastre ricoperte d'oro, siamo stati in grado di generare una tensione di 10 volt. Questo non risolverà i problemi energetici mondiali, ma potrebbe essere utilizzato in piccoli congegni a basso fabbisogno di energia solare, per esempio."

 

 

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