Nel mondo delle celle a combustibile si susseguono giorno dopo giorno studi riguardanti nuovi sistemi e nuovi materiali, nella direzione di una sempre maggiore efficienza e di un impatto ambientale sempre più ridotto. Un gruppo di ricercatori della Iowa State University di Ames (IA), guidato da Nastaran Hashemi, dottorando e assistente professore di ingegneria meccanica presso l’istituto, ha appena realizzato una cella a combustibile microbica in carta 3D a flusso continuo, che non ha bisogno di alimentazione esterna.

I risultati dello studio saranno pubblicati nel prossimo numero della rivista scientifica Technology. Come funziona però il dispositivo? Al suo interno si realizzano contemporaneamente il flusso del batterio Shewanella oneidensis MR-1 da una parte e di potassio ferricianuro dall’altra. Una membrana a scambio protonico è posta per separare i due liquidi e permettere che gli ioni caricati positivamente, rilasciati nella ripartizione biocatalitica dell’anodo, fluiscano al catodo.

Gli enzimi intervengono a catalizzare reazioni in processi in cui le cellule batteriche metabolizzano sostanze ricche di elettroni. Questi poi viaggiano in un modo che è diverso da batterio e batterio. In Shewanella oneidensis MR-1 il trasferimento avviene per contatto diretto. Vengono escrete molecole solubili ridotte e nanofili biologici. Queste molecole fanno da navette per gli elettroni extracellulari trasportandone circa il 70%.

Durante gli esperimenti svolti dai ricercatori, la cella è stata fatta funzionare per 5 giorni senza alimentazione esterna: sono stati prodotti 1,3 μW di potenza e 52,25 μA di corrente con una densità di potenza di circa 25 W/m3. Nastaran Hashemi, spiega:

Tutta la potenza creata in questo dispositivo è utilizzabile, in quanto non è necessaria energia elettrica per far spostare i fluidi attraverso il dispositivo. Questo è fondamentale nella promozione di questi dispositivi e per l’espansione delle loro applicazioni.

Attualmente gli studi stanno andando avanti per riuscire a controllare meglio la tensione della cella e migliorare la costanza della corrente prodotta. Si tratta di un processo a basso impatto ambientale perché comporta un notevole risparmio di energia, ma gli scienziati stanno cercando di renderlo ancora più “green” eliminando via via anche sostanze pericolose come il potassio ferricianuro.

4 luglio 2016
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I vostri commenti
Giulio Mario Palenzona, martedì 5 luglio 2016 alle0:38 ha scritto: rispondi »

WOW, degna dell'Ignobel. Una fuell cell deve, PER DEFINIZIONE, utilizzare un catodo AD OSSIGENO, non a ferricianuro di potassio (un ossidante costoso, non rinnovabile, a bassissima densità energetica : scambia la bellezza di un unico elettrone). Per fare una comparazione, la densità energetica dell'ARIA (manco dell'ossigeno puro, proprio aria normale) è circa 4 e- / FW (O2 + 4 N2) => 1 e- / 36 g aria per il ferricianuro (idrato), uso per pietà quello di sodio e non di potassio, anche peggiore 1 e- / FW (Na3[Fe(CN)6]) => 1 e- / 329.24 g solido La densità energetica di un catodo al ferricianuro è quindi meno di un nono rispetto al catodo ad aria comune (e pure il costo non è comparabile) Il pregio delle fuel cells è il poter immagazzinare soltanto il combustibile anodico e usare aria come comburente. Se no diventano pile a flusso come le altre flow cells. A quel punto studino una pila a protossido d'azoto (NOS). Mah

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