M) I numeri della fotosintesi artificiale

Composizione aria: i gas presenti nell’atmosfera

I due componenti principali e presenti in quantità maggiori nell’aria che respiriamo sono l’azoto e l’ossigeno, a cui possiamo aggiungere anche l’argon. La rimanente composizione aria è rappresentata da gas minori, tra cui l’anidride carbonica, che  sono fondamentali per determinare la qualità dell’aria che respiriamo. L’azoto è un gas incolore, inodore, insapore ma soprattutto inerte: costituisce il 78,08% dell’aria che respiriamo ed è fondamentale per la sopravvivenza della vita sulla Terra. L’ossigeno è il secondo elemento che determina la composizione dell'aria e costituisce il 20,95% della troposfera. Questo gas è indispensabile per moltissimi processi legati alla sopravvivenza degli organismi animali e vegetali: senza ossigeno non potrebbe avvenire la respirazione cellulare e l’uomo, se l’ossigeno scende sotto il 17%, non riesce più a respirare. Inoltre questo gas è indispensabile per tutti i processi di combustione ed è uno dei risultati della fotosintesi clorofilliana. Le piante sono quindi indispensabili per mantenere i livelli ottimali di ossigeno nell’aria. L’argon è presente in quantità decisamente inferiori nell’atmosfera e ne costituisce appena lo 0,93 %. E’ un gas incolore, inodore e chimicamente stabile, che però in alcuni contesti può diventare asfissiante. Se infatti la concentrazione di argon aumenta, diminuisce la disponibilità di ossigeno e la respirazione diviene quindi più complessa.

Composizione aria: quali sono gli inquinanti? 

• I gas serra (anidride carbonica, metano e clorofluorocarburi) responsabili dell’effetto serra;

• Gli ossidi di azoto, responsabili delle piogge acide;

• I composti organici volatili (idrocarburi ecc.) prodotti dai trasporti e dall’utilizzo di solventi, responsabili di diverse patologie polmonari.

La rimanente parte dell’atmosfera è composta da altri tipi di gas, presenti in quantità decisamente inferiore rispetto a quelli appena descritti. Tutti questi gas compongono infatti, insieme, lo 0,1 % dell’aria che respiriamo e all’interno di questi troviamo gli inquinanti atmosferici, che rappresentano un pericolo non solo per l’ecosistema ma anche per la salute umana. Tali inquinanti sono:
Ecco che quindi una soluzione alternativa, la fotosintesi artificiale appunto,  diventa ogni giorno più prioritaria; ed è la stessa Unione Europea ad invitare gli stati membri a procedere con le sperimentazioni e le ricerche, orientando e incentivando i governi verso politiche più sostenibili e fornendo alcune guide linea con la redazione del “Libro Bianco sulle strategie di ricerca e sviluppo dell’energia solare” a cura della Fondazione europea per la scienza. E il rapporto di una commissione di esperti Ue, dal titolo “Forward Looking Workshop on Materials for Emerging Energy Technologies“, ha ribadito l’importanza dell’energia creata dal processo di fotosintesi artificiale.
In Europa è la Germania -segue l’Olanda- il Paese che investe di più sulla ricerca energetica, a pari passo con colossi internazionali come USA e Giappone. Se la Francia, a Sud, emerge per la produzione di idrogeno solare, il resto della ricerca energetica è mappata in Nord Europa: in Finlandia si studiano le bioenergie; in Svezia i biocombustibili solari; in Ungheria da oltre vent’anni si studia l’ossidazione dell’acqua per produrre idrogeno.