(Rinnovabili.it) – La nuova batteria usa e getta della Binghamton University unisce due dei prodotti più iconici del Giappone: l’origami, arte del piegare la carta, e le Hira Shuriken, le celebri armi ninja. Dal matrimonio progettuale di questi due elementi infatti nasce una nuova batteria di carta, un piccolo dispositivo di bioaccumulo dell’ingegnere Seokheun “Sean” Choi e dei suoi studenti.
In realtà la batteria di carta creata dal team è una pila a combustibile microbico, un sistema bio-elettrochimico che genera corrente sfruttando il lavoro dei microrganismi. Dispositivi spesso grossi e ingombranti che hanno tra i pro, tuttavia, quello di usare come risorsa semplicemente terreno o acqua sporca. Il gruppo dell’ateneo statunitense non solo ha scelto per questa tecnologia dimensioni tascabili, ma ha impiegato della normale carta per la sua architettura. Materiale che è stata piegato secondo i dettami dell’origami, fino a prendere le sembianze di una stellina ninja.
Ma non si tratta di un particolare gusto estetico dei ricercatori. Il design ha permesso di aumentare la densità energetica di un loro precedente prototipo, passando da una densità nell’ordine dei nanoWatt ad una nella gamma dei microWatt. E tanto basta per avere le prime applicazioni pratiche. “Ora siamo in grado di accendere per circa 20 minuti un LED o altri tipi di biosensori”.
Cosa sono le batterie microbiche?
Si tratta di dispositivi chimici in cui colonie di microbi cablati si aggrappano a filamenti che fungono da conduttori elettrici. Quando questi batteri si nutrono, attraverso la fermentazione dei rifiuti organici, trasferiscono elettroni direttamente all’elettrodo, producendo corrente. Per questo tipo di dispositivi l’efficienza è ancora contenuta, ma posso fornire abbastanza energia per alimentare piccoli biosensori: per farli funzionari basta una goccia di liquido contenente batteri exoelectrogenici. “L’acqua sporca contiene un gran quantitativo di materia organica”, spiega Choi, a capo del team di ricerca. “Qualsiasi tipo di materiale organico può essere una per il metabolismo batterico”.
I vantaggi delle batterie di carta
Nel lavoro portato avanti dal gruppo di ingegneri, il supporto della batteria microbica è semplice carta, un materiale dunque a buon mercato e biodegradabile. “E che ci libera dal bisogno di pompe o siringhe esterne perché la carta può assorbire una soluzione attraverso forza capillare”, aggiunge lo scienziato.
Il dispositivo utilizza un catodo ad aria – vale a dire che il materiale attivo è l’ossigeno contenuto nell’aria – ottenuto spruzzando nickel sul lato di un foglio di carta; l’anodo invece è stato direttamente serigrafato utilizzando una vernice al carbonio, creando una zona idrofila con della cera. Il nuovo dispositivo stella ninja è più costoso del precedente prototipo – circa 70 centesimi rispetto ai 5 del vecchio design – in parte perché utilizza anche tessuto di carbonio per l’anodo e un nastro di rame. Ma il prossimo obiettivo del team è quello di produrre un dispositivo completamente basato sulla carta che abbia la densità di potenza del nuovo design e un prezzo più basso.