Rubrica: Energia
Titolo o argomento: Microbial Fuel Cell
Alcuni ricercatori statunitensi (Biodesign Institute dell’Arizona State University) hanno scoperto l’esistenza di un batterio in grado di degradare praticamente ogni tipo di composto organico con emissione di energia. Si sta quindi tentando di produrre celle a microbatteri (MFC ovvero Microbial Fuel Cell) molto più efficienti di quelle oggi diffuse. Questa interessante ricerca (tra l’altro finanziata anche dalla Nasa) è stata pubblicata su Biotechnology and Bioengineeringè.
Le MFC possono sfruttare una varietà di composti organici idratati. Il principio di funzionamento è il medesimo delle batterie convenzionali. Vi sono un anodo (che accumula cariche positive) ed un catodo (che accumula cariche negative) connessi con un circuito esterno ed immersi in una soluzione che conduce elettricità (elettrolita). In corrispondenza dell’anodo si trovano i batteri che decompongono i rifiuti organici. Gli organismi liberano elettroni che vengono trasferiti dall’anodo al catodo attraverso il circuito esterno generando energia elettrica. Qui gli elettroni sono prelevati dagli ioni di ossigeno e idrogeno per formare acqua.
Andrew Kato Marcus, che ha condotto lo studio, spiega che i batteri utilizzano l’anodo per il loro metabolismo. Sulla superficie dell’elettrodo si forma così una comunità di batteri chiamata biofilm. I batteri nel biofilm producono una matrice di materiale che rimane attaccata all’anodo (complesso di proteine e zuccheri) che ha una struttura a nanofili (vedi l’articolo: “Che cosa sono le nanotecnologie?”) che facilita il passaggio di corrente. All’interno della MFC vi è il complesso ecosistema in cui i batteri vivono e generano la matrice che conduce gli elettroni. L’intero biofilm agisce come un anodo, un elettrodo vivente, definito anodo-biofilm.
Sono state individuate tre fondamentali variabili per il controllo delle Microbial Fuel Cell:
- La quantità di rifiuti organici (ovvero il combustibile)
- L’accumulo di questa biomassa all’anodo
- Il potenziale elettrico nel biofilm.
I ricercatori hanno osservato che, regolando il potenziale nel biofilm, è possibile controllare l’efficienza della cella ed hanno dimostrato che il biofilm produce molta più corrente quando ha un preciso spessore. Sapere come implementare la produzione di energia elettrica della MFC potrebbe portare ad un sistema efficiente al punto da essere più che competitivo con le attuali tecnologie.
Vi voglio anticipare che questo tipo di ricerca non ha portato solamente allo studio di nuove batterie ma, come vedremo in uno dei prossimi articoli, alla scoperta di un sistema per produrre qualcosa di assai interessante 😀
