Il secolo dell’energia solare

Harry B. Gray, professore di Chimica al Caltech di Pasadena e i suoi collaboratori – quasi tutti ventenni – sono in moto per trovare una soluzione efficiente e poco costosa allo sfruttamento dell’energia che piove dal Sole.
Gray è anche fondatore del Beckman Istitute ed ha ricevuto la medaglia della National Academy of Science per i suoi studi sul trasferimento degli elettroni nelle proteine e anche per aver aperto la ricerca sulla produzione di idrogeno usando l’energia solare.
Il 20 marzo scorso gli è stato assegnato il Premio Città di Firenze sulle scienze molecolari ed in quella occasione ha rilasciato l’intervista al “Sole 24 Ore” che riportiamo.

INTERVISTA – HARRY GRAY DEL CALTECH, IL PIONIERE DELLA CHIMICA SOLARE

Giovedí 23 Marzo 2006
Sarà il secolo del Sole

DA FIRENZE
MARCO MAGRINI
Harry Gray ama mostrare una mappa degli Usa, dove spicca al centro un quadrato rosso, piazzato a cavallo fra Oklahoma, Colorado, Kansas e New Mexico. «Sugli Stati Uniti piovono dal Sole 120mila terawatt di energia. Se coprissimo quel quadrato, l’1,7% del territorio, di pannelli solari saremmo in grado di dare elettricità all’intero Paese senza bruciare combustibili fossili». Ora, va detto che Harry Gray non ha l’anello al naso: è professore di Chimica al California Institute of Technology, nonché fondatore del Beckham Institute e sa benissimo che quella distesa di pannelli solari non si farà mai. «Il costo – ammette – sarebbe proibitivo. Eppure, bisogna cominciare. L’era del petrolio sta finendo. Non ho dubbi che questo sarà il secolo dell’energia solare. Ma occorre fare presto».
Gray – in questi giorni in Italia per ricevere il Premio Città di Firenze per le scienze molecolari – non si oppone a priori all’energia nucleare. «Il guaio però – commenta – è che oltre al problema delle scorie, per dare energia all’intero pianeta avremmo bisogno di inaugurare un nuovo impianto nucleare ogni due giorni, per cinquant’anni». Ecco perché Gray e i suoi collaboratori al laboratorio di Pasadena – quasi tutti ventenni – sono in moto per trovare una soluzione efficiente e poco costosa allo sfruttamento dell’energia che piove dal Sole.
«La tecnologia dei pannelli solari di silicio è già sufficientemente sviluppata e andrebbe implementata di più. Ma nel frattempo, stiamo valutando numerose altre possibilità». La prima soluzione è quella di rimpiazzare il silicio con il biossido di titanio, che può essere rivestito con altri composti come ad esempio il gallio. L’idea è quella di fabbricare una vera a propria “vernice solare”. «Vernici il tetto e sfrutti i raggi del sole: nel mio laboratorio ci siamo già riusciti. L’efficienza è quasi identica a quella del silicio e i costi sono molto più bassi, ma c’è un problema: il tetto andrebbe verniciato una volta al mese».
L’èra del post-petrolio però, richiede delle soluzioni. A cominciare dalla produzione di idrogeno, per «far funzionare le cellule a combustibile sulle quali l’industria automobilistica sta investendo a piene mani». Anche in questo caso, c’è un’opportunità che arriva dal Sole. «Il miglior modo di produrlo è senza dubbio separarlo dall’ossigeno nelle molecole di acqua, usando di nuovo l’energia solare e in particolare i raggi ultravioletti. È un meccanismo fantastico. Peccato che funzioni solo nello spazio, dove non c’è lo strato di ozono che blocca gran parte delle radiazioni Uv. Sulla luna sarebbe perfetto, ma non qui sul nostro pianeta».
Nei laboratori del Beckham Institute, Gray e i suoi collaboratori ne hanno provate di tutte. «Abbiamo un sistema di separazione delle molecole d’acqua basato sul rodio, uno sul rutenio, un’altro sul cianuro di molibdeno. Anche al National Renewable Energy Laboratory nel Colorado, hanno usato uno strumento a base di arseniuro di gallio: funziona bene, ma è ancora troppo costoso». Gray ha studiato – e applicato – anche la fotosintesi, sfruttando i cloroplasti delle foglie per cercare di replicare la produzione vegetale di energia. «In realtà – osserva – il sistema migliore che abbiamo trovato per dividere l’acqua e produrre idrogeno è tramite delle nanoparticelle di biossido di titanio». A detta di Gray, una delle più grandi sfide che attende la scienza in questo secolo sta nelle interazioni chimiche deboli, che non sono ancora completamente capite. «Nel Novecento – dice – abbiamo compreso i legami chimici “forti”. Appena riusciremo a replicare le interazioni deboli, come i legami a idrogeno, potremo fare cose incredibili: potremo prelevare anidride carbonica dall’atmosfera e usarla per produrre nuovi farmaci e nuovi materiali; potremo correggere il funzionamento dei farmaci cancellando per sempre gli effetti collaterali, grazie a molecole capaci di colpire il bersaglio giusto; ma la comprensione delle interazioni deboli sarà fondamentale per elaborare soluzioni efficaci di energia rinnovabile».
«Se non risolviamo il problema dell’energia – ammette Gray – risolvere tutti gli altri sarà inutile: l’èra del petrolio è agli sgoccioli e, in assenza di alternative efficaci, andremo incontro a così tanti problemi economici e sociali che il Parkinson o l’Alzeheimer diventeranno fatalmente secondari». Fra i finanziatori del Beckham Institute c’è anche la Bp. «Di petrolio ce n’è ancora, ma si vedono già le tensioni geopolitiche che porteranno presto a interruzioni nella distribuzione dei carburanti, con ricadute inimmaginabili. Così, alla Bp hanno formulato una strategia: passare dal petrolio al gas e poi al solare. Personalmente, credo che avremo bisogno dell’energia solare molto prima di quanto non pensino». Resta il fatto che nessuno finanzierà mai quei pannelli solari fra il Kansas e l’Oklahoma, in una distesa più grande di Lazio e Lombardia messe insieme. «Beh, se penso a quanti soldi sono stati spesi per muovere guerra all’Iraq per finalità puramente legate all’energia…», osserva Gray. «La ricerca sta andando a grandi passi: sono anni che noi cooperiamo con scienziati di tutto il mondo, a cominciare dal Cerm di Firenze guidato da Ivano Bertini. Non c’è bisogno di aumentare troppo i fondi per la ricerca. La ricerca andrà avanti e, siccome sono ottimista, so che porterà frutti enormi». Intanto però, il Sole continua a spedire fin quaggiù quantità spaventose di energia. «Io comincerei a trasformare le grandi città, come Los Angeles o Las Vegas, in città solari usando la tecnologia esistente. Sarebbe un avvio perfetto, per questo che sarà il secolo del Sole. I soldi? Quelli che spendiamo in Iraq, sarebbero più che sufficienti».