Le potenzialità delle fuel cell microbiche come nuove “batterie biologiche”
(Rinnovabili.it) – Catturare l’energia della terra per ottenere una fonte di elettricità pulita e costante. No, non parliamo di geotermia ad alta entalpia, ma di una soluzione molto più semplice e immediata: le celle a combustibile microbiche. Questa tecnologia, nota anche con l’acronimo inglese MFC (microbial fuel cell) offre una sorta di batterie biologiche dove speciali microrganismi convertono la materia organica in elettricità.
Tra le soluzioni più innovative dello scorso decennio, le fuel cell microbiche hanno per lungo di tempo lasciato i riflettori mediatici alle cugine a idrogeno. Oggi, tuttavia, tornano alla ribalta con diversi e promettenti progetti. Primo fra tutti quello condotto da un gruppo di ingegneri dell’Università di Bath, in Inghilterra. I ricercatori si sono concentrati su una classe particolare di MFC: quelle basate sul suolo o SMFC. Queste celle generano energia dall’attività metabolica di batteri elettrogeni naturalmente presenti nel suolo e in grado di trasferire elettroni all’esterno delle loro cellule.
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Il team ha valutato le potenzialità di queste batterie biologiche, economiche e semplici, nell’alimentazione di un reattore che purifica l’acqua. Nel dettaglio il proof-of-concept è stato testato sul campo nel nord-est del Brasile, in un remoto villaggio di pescatori. In collaborazione con un gruppo di geografi dell’Universidade Federal do Ceará e di chimici dell’Universidade Federal do Rio Grande do Norte, gli ingegneri inglesi hanno dimostrato che le SMFC possono purificare circa tre litri di acqua al giorno; abbastanza da coprire il fabbisogno giornaliero di acqua di una persona.
Il sistema è costituito da due elettrodi a base di carbonio posizionati a una distanza fissa e collegati ad un circuito esterno. L’anodo è sepolto nel terreno, mentre il catodo, è esposto all’aria. I batteri elettrogeni popolano la superficie dell’anodo e quando “consumano” i composti organici presenti nel suolo, producono elettroni. Questi vengono trasferiti dall’anodo al catodo tramite il circuito esterno, generando elettricità.
Costruendo una pila di diversi SMFC e collegandola a una batteria è possibile raccogliere e immagazzinare questa energia e utilizzarla per alimentare un reattore elettrochimico per il trattamento dell’acqua. Una singola cella a combustibile microbica costa solo pochi euro, che potrebbero essere ulteriormente ridotti con la produzione in serie e con l’uso di risorse locali per la fabbricazione degli elettrodi.
Un altro progetto interessante nato nel settore delle batterie biologiche è quello di Bioo, giovane start up spagnola. La società sta sfruttando una Plant-Microbial Fuel Cell (PMFC), che produce elettricità mediante sintesi batteriologica della materia organica prodotta durante la fotosintesi delle piante. A partire da questa soluzione l’azienda sta sviluppando un pannello vegetale che genera e fornisce energia dalla natura per illuminare impianti di parchi e giardini. Installato sottoterra, si adatterà visivamente al paesaggio e produrrà costantemente elettricità durante il giorno e la notte. Lo studio e sviluppo di questa soluzione è stata co-fianziata dalla Commissione Europea nell’ambito del quadro H2020.