Unipd: una molecola innovativa cambia il futuro dell’energia e dell’industria chimica

L'idrogeno, ormai considerato uno dei protagonisti della transizione energetica, potrebbe vedere un'ulteriore spinta grazie a una scoperta innovativa proveniente dall’Università di Padova. Questo gas, già noto per la sua capacità di produrre energia pulita – bruciando con una resa di ben quattro volte quella del petrolio per unità di massa – è una delle soluzioni più promettenti per il futuro della mobilità e dell’industria. Ma oggi l’idrogeno viene prodotto tramite processi industriali ad alta intensità energetica, che dipendono ancora fortemente da combustibili fossili. Un’alternativa sostenibile, dunque, è più che mai urgente.

Un team di ricerca del Dipartimento di Scienze Chimiche di Unipd ha messo a punto una molecola organica rivoluzionaria, capace di rispondere dinamicamente alle condizioni ambientali. Questo materiale innovativo è in grado di auto-assemblarsi in nanostrutture diverse e di attivare due distinti processi fotocatalitici: la produzione di idrogeno dall’acqua e la sintesi di acqua ossigenata dall'aria. La versatilità del sistema è tale da permettere di passare facilmente da un processo all’altro semplicemente modificando il comportamento delle molecole.

La ricerca, recentemente pubblicata sulla prestigiosa rivista Advanced Functional Materials, è stata condotta dalla dottoranda Marianna Barbieri e supervisionata dal Prof. Luka Ðordevic. Gli esperti hanno sviluppato una molecola, a base di un colorante, che si auto-assembla in due diverse nanostrutture, ciascuna con una specifica funzionalità fotocatalitica: le nanostrutture fibrose sono in grado di generare idrogeno dall’acqua sotto l'azione della luce solare, mentre le particellari favoriscono la produzione di acqua ossigenata grazie all’interazione con l'ossigeno atmosferico.

"Il cuore della nostra innovazione è nel controllo preciso del comportamento delle molecole", spiega Marianna Barbieri. "Abbiamo sfruttato i principi della chimica supramolecolare, che ci consente di dirigere l’auto-assemblaggio in modo da ottenere una risposta ‘intelligente’ alle condizioni esterne. Questa capacità di modulare la fotocatalisi è fondamentale per ottenere i due prodotti con alta efficienza".

Oltre all’aspetto scientifico, la ricerca ha un importante valore ecologico. I materiali utilizzati sono interamente organici, privi di metalli rari e riciclabili, garantendo così una chimica più verde, sicura e meno costosa. Questo approccio potrebbe avere impatti significativi in numerosi settori, dalla produzione di energia pulita alla realizzazione di prodotti chimici industriali, migliorando l’efficienza e riducendo la dipendenza da risorse non rinnovabili.

"Questo lavoro dimostra come la sinergia tra ricerca di base e visione interdisciplinare possa portare a soluzioni concrete, in grado di incidere positivamente sulla società e sull’ambiente", conclude il Prof. Ðordevic. Con il potenziale di trasformare il panorama energetico e industriale, questa scoperta si preannuncia come un passo decisivo verso un futuro più sostenibile.