Cella solare biologica: da cosa viene creata?

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30/01/2023

Un nuovo studio dimostra come impiegare le piante succulente per realizzare una cella fotovoltaica vivente che produca elettricità e idrogeno. Andiamo a scoprire come vengono create le celle solari biologiche e quali potrebbero essere i vantaggi di questa tecnologia per il futuro.

Fotovoltaico
E’ stata realizzata la prima cella solare biologica senza soluzione elettrolitica “esterna”.

Cella solare biologica: la nuova tecnologia naturale

Pianta, Grassa
Un gruppo di chimici e biologi dell’Israel Institute of Technology (Technion) hanno riportato su ACS Applied Materials & Interfaces la creazione di una speciale cella solare biologica realizzata direttamente su una pianta grassa. Il lavoro, così come altri nel campo, ha sfruttato il processo chimico naturale della fotosintesi per generare una corrente. Durante la fotosintesi, infatti, la luce permette di convertire la CO2 e l’acqua metabolica in ossigeno e zucchero generando un flusso di elettroni che possono, in teoria, essere allontanati dalla cellula come “fotocorrente” e utilizzati per alimentare un circuito esterno.

In realtà la raccolta della corrente elettrica da sistemi fotosintetici biologici, sia cellule vive che complessi isolati, è stata sempre ottenuta mediante immersione del sistema in una soluzione elettrolitica. Il team del Technion ha trovato un modo per “eliminare” questo passaggio. Nello specifico è stato possibile usando le piante grasse, i cui speciali tessuti vegetali permettono di immagazzinare grandi quantità d’acqua e sostanze nutritive.

Cella fotovoltaica naturale: come viene creata

Cella, Solare
I ricercatori hanno creato una cella solare biologica utilizzando la succulenta Corpuscularia lehmannii, chiamata anche “pianta del ghiaccio”. Hanno inserito un anodo di ferro e un catodo di platino in una delle foglie della pianta e hanno così scoperto che la sua tensione era di 0,28V. Collegandola a un circuito ed esponendola alla luce, la pianta ha prodotto fino a 20 µA/cm2 di densità di fotocorrente. Continuando a generare elettricità per oltre 24 ore.

I numeri sono estremamente contenuti ma, ricordano gli scienziati, sono rappresentativi di una singola foglia ed esiste la possibilità di aumentare la tensione collegando più foglie in serie. Inoltre il team ha progettato specificamente la cella solare biologica in modo che i protoni all’interno della soluzione nei parenchimi acquiferi possano essere combinati per formare idrogeno gassoso al catodo, da raccogliere e utilizzare in un secondo momento.

Insomma, stiamo parlando di una tecnologia che in futuro potrebbe rivelarsi risolutiva per molte problematiche correlate al reperimento di energia e materiali.