Fotosintesi e fotovoltaico? Una questione quantistica
Pubblicato su Nature Communications uno studio dell’Istituto nanoscienze e dell’Istituto di fotonica e nanotecnologie del Cnr sui fenomeni quantistici nei processi fotosintetici e fotovoltaici
![](https://energia-plus.it/wp-content/uploads/sites/5/2013/04/fotovoltaico_fotosintesi_artificiale_cnr-610x425.jpg)
La fotosintesi, il processo di conversione di luce in energia più diffuso sul nostro pianeta, continua a ispirare la ricerca per produrre energia pulita. Uno studio su molecole artificiali del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr) rivela, con un dettaglio mai raggiunto prima, i fenomeni quantistici alla base dei processi fotosintetici e fotovoltaici. Il risultato, a firma dell’Istituto nanoscienze (Nano-Cnr) e dell’Istituto di fotonica e nanotecnologie (Ifn-Cnr), in collaborazione con le università di Modena e Reggio Emilia, di Oldenburg e dei Paesi Baschi e il Politecnico di Milano, è pubblicato su Nature Communications.
“Usare la luce solare per produrre energia pulita è una delle sfide scientifiche del prossimo futuro. La natura, con la fotosintesi, ha sviluppato architetture molecolari efficientissime per convertire la luce solare in energia chimica, mentre l’uomo ha scoperto come trarre energia elettrica dalla luce grazie ai sistemi fotovoltaici”, commenta Carlo Andrea Rozzi di Nano-Cnr di Modena. “In entrambi i processi è cruciale la fase iniziale, nota come light-harvesting o raccolta della luce, dove l’energia di eccitazione di una molecola recettore, che assorbe la luce incidente, viene trasferita a molecole più distanti”.
I ricercatori hanno assemblato in laboratorio il più semplice prototipo artificiale di light-harvesting. “Si tratta di una macro-molecola formata da un recettore di luce e da due unità per la raccolta della carica elettrica”, prosegue Rozzi. “Abbiamo verificato che il trasferimento delle cariche elettriche dal recettore verso le altre molecole avviene con un meccanismo di coerenza quantistica, ossia tramite una sorta di oscillazione collettiva e ordinata di elettroni e nuclei atomici. Grazie a un approccio congiunto sperimentale e teorico siamo in grado di costruire, con un dettaglio mai ottenuto prima, una mappa di come in poche decine di femtosecondi (milionesimi di miliardesimo di secondi!) l’eccitazione luminosa si trasformi in differenza di potenziale”.
Lo studio ha evidenti risvolti pratici potenziali. “Comprendere che l’efficienza del processo dipende in modo determinante dalla flessibilità strutturale della molecola che collega recettore e accettore servirà a progettare sistemi molecolari artificiali più efficienti da impiegare in nuovi dispositivi fotovoltaici e nuove celle a combustibile”, conclude il ricercatore.
Nature Communications (filmato):
www.nature.com/ncomms/journal/v4/n3/extref/ncomms2603-s2.avi
Istituto nanoscienze – Nano-Cnr: www.nano.cnr.it
Istituto di fotonica e nanotecnologie Cnr - Ifn-Cnr: www.ifn.cnr.it
Contenuti correlati
-
Sede Siemens sempre più sostenibile col nuovo impianto fotovoltaico e colonnine per la ricarica
È stata raggiunta un’ulteriore tappa nel percorso di decarbonizzazione intrapreso da Siemens, presso il suo quartier generale a Milano: si amplia l’impianto fotovoltaico e la disponibilità di colonnine per la ricarica elettrica, a testimonianza di come digitalizzazione...
-
Una piattaforma per la gestione dell’energia da Schneider Electric e Capgemini
Schneider Electric e Capgemini hanno annunciato una nuova collaborazione nell’area dell’ottimizzazione energetica. Energy Command Center è una piattaforma pensata per aiutare ad accelerare sul percorso dell’efficienza energetica grazie a una gestione più intelligente e sostenibile delle facility...
-
Radici Rinnovabili è la prima CER per il Centro-Sud Italia di Senec
Radici Rinnovabili è il primo nucleo del progetto di Comunità Energetica Rinnovabile (CER) per il centro-sud di Senec, produttore nel settore dell’accumulo energetico. La CER è stata legalmente costituita a Bisaccia (AV) il 1° marzo 2024, sottoforma...
-
Reti elettriche nordamericane più stabili grazie a Honeywell ed Enel
Honeywell collabora con Enel Nord America per migliorare le soluzioni di automazione degli edifici e di Demand Response per i consumatori commerciali e industriali. Questo risultato è ottenuto utilizzando l’automazione per controllare e regolare i carichi energetici...
-
Transizione energetica, la spesa UE per il fotovoltaico a 42 miliardi di Euro
La spesa europea per la componentistica solare è passata dai 6 miliardi di euro del 2016 agli oltre 25 miliardi di euro del 2022 e si arriverà a 42 miliardi nel 2024, prevede EnergRed, E.S.Co. impegnata nel...
-
Osservatorio FER: crescono in Italia le rinnovabili, ma non è abbastanza
Prosegue la crescita in Italia delle energie rinnovabili: nel 2023, ai massimi storici +87% rispetto all’anno precedente, con il contributo del +345% dei potenziamenti su impianti esistenti e del +77% di nuove installazioni. Leva trainante il fotovoltaico,...
-
Aziende ortofrutticole alimentate dal sole con gli inverter SMA
Forty Fruit, azienda ortofrutticola in provincia di Taranto (San Giorgio Jonico) fondata nel 2000, ha ottimizzato il proprio impianto fotovoltaico. In particolare, il produttore ha investito in un revamping dell’impianto già esistente e contemporaneamente in un repowering,...
-
Novation Tech verso il Net Zero con il fotovoltaico installato da Centrica Business Solutions
Novation Tech, azienda che opera nella lavorazione e produzione di componenti in fibra di carbonio e materiali compositi di altissima qualità, consolida l’obiettivo di neutralità carbonica al 2030 grazie a due nuovi impianti fotovoltaici con potenza elettrica...
-
Osservatorio Sistemi di Accumulo, un 2023 da record col traino del fotovoltaico
L’aggiornamento del report Osservatorio sistemi di accumulo di ANIE Federazione aderente a Confindustria presenta il trend delle installazioni di energy storage in Italia registrati dal sistema Gaudì di Terna. Al 31 dicembre 2023 risultano installati 518.950 sistemi...
-
Acqua ed energia al sicuro
Un’azienda svedese di servizi pubblici per l’energia e l’acqua ha deciso di migliorare sia la sicurezza sia l’affidabilità attraverso l’integrazione IT/OT e per farlo ha scelto Fortinet Falu Energi & Vatten (Energia & Acqua) è un’azienda municipalizzata...