La nuova frontiera: estrarre elettricità dalle piante. La vera energia Verde

Gli scienziati del Technion di Israele hanno scoperto come raccogliere gli elettroni prodotti dalle piante con la fotosintesi clorofilliana ed estrarre la corrente. Raccogliendo gli elettroni trasportati naturalmente all’interno delle cellule vegetali, gli scienziati possono generare elettricità come parte di una cella solare biologica “verde”. Ora il team di ricerca ha utilizzato una pianta grassa per creare una “cella bio-solare” vivente che funziona con la fotosintesi alimentata dall’energia solare.

Il team ha riportato il proprio studio su ACS Applied Materials & Interfaces.

Sebbene le piante possano essere una fonte di cibo, ossigeno e arredamento, non sono spesso considerate una buona fonte di elettricità. Ma raccogliendo gli elettroni trasportati naturalmente all’interno delle cellule vegetali, gli scienziati possono generare elettricità come parte di una cella solare biologica “verde”.

In tutte le cellule viventi, dai batteri ai funghi, dalle piante agli animali, gli elettroni vengono trasportati come parte dei processi biochimici naturali. Ma se sono presenti degli elettrodi, le cellule possono effettivamente generare elettricità che può essere utilizzata all’esterno.

I ricercatori precedenti hanno creato celle a combustibile in questo modo con i batteri, ma i microbi dovevano essere costantemente alimentati. Gli scienziati, tra cui il team di Noam Adir, si sono invece rivolti alla fotosintesi per generare corrente.

Durante questo processo, la luce guida un flusso di elettroni dall’acqua che alla fine si traduce nella generazione di ossigeno e zucchero. Ciò significa che le cellule fotosintetiche viventi producono costantemente un flusso di elettroni che può essere prelevato come “fotocorrente” e utilizzato per alimentare un circuito esterno, proprio come una cella solare.

Alcune piante, come le succulente che si trovano in ambienti aridi, hanno cuticole spesse per mantenere acqua e sostanze nutritive all’interno delle foglie. Yaniv Shlosberg, Gadi Schuster e Adir hanno voluto verificare, per la prima volta, se la fotosintesi nelle piante grasse potesse creare energia per le celle solari viventi, utilizzando l’acqua e i nutrienti interni come soluzione elettrolitica di una cella elettrochimica.

Il team ha creato una cella solare vivente utilizzando la succulenta Corpuscularia lehmannii, detta anche “pianta del ghiaccio”. Hanno inserito un anodo di ferro e un catodo di platino in una delle foglie della pianta e hanno scoperto che la sua tensione era di 0,28 V. Collegata a un circuito, ha prodotto fino a 20 µA/cm2 di densità di fotocorrente quando è stata esposta alla luce e ha potuto continuare a produrre corrente per oltre un giorno.

Corpuscularia lehmannii

Sebbene questi numeri siano inferiori a quelli di una tradizionale batteria alcalina, sono rappresentativi di una sola foglia. Studi precedenti su dispositivi organici simili suggeriscono che collegando più foglie in serie si potrebbe aumentare la tensione.

Il team ha progettato specificamente la cella solare vivente in modo che i protoni presenti nella soluzione interna della foglia possano essere combinati per formare idrogeno gassoso al catodo, che potrebbe essere raccolto e utilizzato in altre applicazioni. Secondo i ricercatori, il loro metodo potrebbe consentire lo sviluppo di future tecnologie energetiche verdi sostenibili e multifunzionali.

Il futuro della celle solari potrebbe essere legato non tanto alla produzione industriale, quanto all’agricolura. Un giorno potremmo anche avere dei “vivai elettrici”