Creata nuova cella a combustibile microbica senza alimentazione

Creata nuova cella a combustibile microbica senza alimentazione

Fonte immagine: Technology

Dalla Iowa State University di Ames arriva la cella microbica in carta 3D a flusso continuo, che non ha bisogno di alimentazione esterna.

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.

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