Un atto vitale che compiamo molte volte al giorno con naturalezza estrema, ma che in realtà risulta molto complesso e delicato, e ancora oggi è oggetto di analisi approfondite. Parliamo della respirazione, in particolare del movimento dei polmoni.

Di recente, un team di ingegneri chimici della Stanford University ha studiato i polmoni dei mammiferi per ideare un meccanismo che ricavi idrogeno dall’acqua in modo efficiente ed economico, e che potrebbe aprire nuovi, e interessanti, orizzonti per la produzione di energia pulita.

Attraverso l’uso di un elettro catalizzatore – cioè un materiale che incrementa le reazioni chimiche a un elettrodo senza essere consumato nel processo – in grado di separare l’acqua in molecole di idrogeno e ossigeno, e di riutilizzare l’ossigeno come carburante per la catalisi stessa.

Questo esperimento muove i passi da un tentativo ambizioso che, in realtà, negli ultimi anni è già stato tentato ma ha incontrato sempre l’ostacolo della mancanza di efficienza per ricavare un vettore energetico dall’acqua. Infatti, l’energia necessaria per riuscire a separare idrogeno e ossigeno nell’acqua è maggiore della quantità di energia generata nel processo.

Lo studio californiano imita gli scambi gassosi negli alveoli polmonari per separare idrogeno e ossigeno in modo efficiente, in una reazione che si autosostiene riutilizzando l’ossigeno per alimentare il meccanismo.

Gli scienziati hanno utilizzato una membrana ultrasottile in polietilene, che ricalca proprio la struttura degli alveoli polmonari, e sono riusciti da un lato a estrarre idrogeno dall’acqua in modo efficiente – ispirandosi all’espirazione –, dall’altro a riutilizzare l’ossigeno ottenuto per sostenere i costi energetici della reazione, con un procedimento che imita l’inspirazione generando energia attraverso il consumo di ossigeno.

Gli alveoli permettono all’ossigeno che inaliamo di diffondersi attraverso di essi fino al circolo sanguigno, e fanno sì che l’anidride carbonica prodotta durante la respirazione cellulare passi attraverso di essi per poi essere espirata. La speciale membrana degli alveoli assicura che lo scambio di gas avvenga in modo efficiente e senza la formazione di pericolose “bolle” che potrebbero finire nella circolazione sanguigna.

Un procedimento che andrà ben studiato e definito ma che apre sin da subito nuovi spiragli per la produzione di energia a zero emissioni!