Il Caltech studia una batteria basata su microbi

Il Caltech studia una batteria basata su microbi

Un particolare schema che prevede un catodo composto di ossido di argento permette di semplificare la realizzazione delle batterie microbiche

di Andrea Bai pubblicata il , alle 09:01 nel canale Scienza e tecnologia
 

La maggior parte degli elementi considerati di scarto e composti da materia organica, come le acque di scolo o le biomasse, contengono in realtà importanti quantità di energia nella forma di composti chimici ricchi di carbonio. La presenza di questi composti all'interno di elementi generalmente costituiti in gran parte da acqua rende piuttosto complesso e difficile il recupero di questa energia.

Le più interessanti attività di ricerca in questo campo si basano sull'impiego di microbi che sono capaci di estrarre energia dalle fonti ricche di carbonio e hanno dato vita in tempi recenti celle a combustibile microbiche, dove i batteri sono raccolti ad un elettrodo ed estraggono il carbonio dai rifiuti, metabolizzandolo in maniera tale da rilasciare elettroni e generare una corrente elettrica.

I ricercatori del California Institute of Technology di Pasadena, hanno ora sviluppato un nuovo dispositivo in grado di combinare le caratteristiche di una batteria a quelle di una cella di combustibile allo scopo di estrarre più energia elettrica grazie ai batteri, raccolti attorno all'anodo. Nel nuovo schema i ricercatori hanno utilizzato un elemento solido di ossido di argento come catodo che viene ridotto in argento con l'arrivo degli elettroni. L'argento è tossico per i microbi: si tratta di una caratteristica che elimina la necessità di una membrana che separi i due elettrodi dal momento che i microbi non possono crescere sul catodo, riducendo quindi complessità e costi. Nel processo, quando una sufficiente quantità di ossido d'argento viene ridotta in argento, la reazione si arresta ed è quindi necessario rimuovere l'elettrodo affinché possa essere nuovamente ossidato.

Con questa impostazione i ricercatori hanno dimostrato che il batterio all'anodo è capace di metabolizzare più del 90% di una soluzione di glucosio impiegata come test. Una parte dell'energia estratta viene impiegata dal batterio per sopravvivere, mentre circa la metà viene resa disponibile sotto forma di elettricità. Una parte di questa energia è però necessaria per il processo di ri-ossidazione del catodo. Nel complesso quindi si ottiene un'efficienza energetica compresa tra il 20% ed il 33% che dipende da vari fattori, non da ultimo il metodo scelto per l'ossidazione del catodo.

Gli autori dello studio osservano che l'argento è però troppo costoso per poter essere impiegato estensivamente come materiale per la costruzione del catodo, specialmente considerando che le versioni in produzione di un sistema basato su questo schema avrà bisogno di più elettrodi per poter continuare ad operare nel momento in cui si procede alla riossidazione di quelli usati.

I ricercatori stanno quindi studiando vari materiali con cui realizzare gli elettrodi, cercando una composizione che sia capace di ossidarsi spontaneamente a contatto con l'aria. In questo caso, però sussiste il rischio di aumentare la complessità del sistema, dal momento che gli eventuali nuovi materiali potrebbero non essere tossici per i batteri, riportando quindi alla necessità di impiegare nuovamente una membrana che separi i due elettrodi. La ricerca si sta quindi concentrando sull'individuare il miglior compromesso tra efficienza, costi di produzione, complessità di progettazione che possa essere tradotto in una soluzione commerciale.

1 Commenti
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SpyroTSK20 Settembre 2013, 22:35 #1
tra qualche anno si leggerà sui giornali:
"Utente Apple: Denuncia alla compagnia di Cupertino per fuoriuscita di vermi dalle batterie dei pripri iCosi"

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