Energia pulita… dall’acqua sporca

Riuscite a immaginare qualcosa di più disgustoso delle acque nere di fogne, impianti industriali o allevamenti animali? Eppure anche questi liquidi di scarto potrebbero risultare preziosi: un ricercatore statunitense sta lavorando a un progetto per ricavare elettricità dai batteri che li popolano.

    Bruce E. Logan della Pennsylvania State University da tempo è impegnato nella ricerca sulla cella a combustibile microbiologica (microbial fuel cell, MFC), un dispositivo in grado di generare corrente dall’acqua sporca imitando le interazioni batteriche che vi avvengono in natura. L’utilizzo dei batteri degli scarichi per la produzione di energia elettrica è una possibilità conosciuta dal primo decennio del 1900, ma finora si pensava di dover utilizzare costose e tossiche sostanze chimiche per far spostare gli elettroni dai batteri all’elettrodo, e altri composti, come il glucosio, per continuare ad alimentare i batteri.

    Ma come funziona la cella combustibile a microbi?
Se si sfruttano i batteri già naturalmente presenti nelle acque nere non è necessario aggiungere altre sostanze chimiche per generare elettricità. La pila microbiologica è costituita da due compartimenti, ciascuno contenente un elettrodo, l’anodo e il catodo. Le due camere, una in assenza e l’altra in presenza di ossigeno, sono separate da una membrana semipermeabile che consente lo scambio di protoni. Normalmente i batteri presenti nelle acque nere trasferiscono gli elettroni prodotti durante il consumo del loro cibo (le sostanze organiche) all’ossigeno. Ma posti nel comparto dell’anodo, che si trova in assenza di ossigeno, sono costretti a cedere gli elettroni prodotti direttamente all’elettrodo, che li trasferisce al catodo. La differenza di potenziale tra un elettrodo e l’altro produce energia. Nella camera del catodo, gli elettroni si riuniscono ai protoni passati attraverso la membrana e combinandosi insieme all’ossigeno producono acqua come sottoprodotto. La produzione energetica avviene così durante il normale e continuo processo di trattamento delle acque nere da parte dei batteri.

    Il gruppo di ricerca è già riuscito a ricavare elettricità dagli scarichi domestici, dai reflui industriali e dagli allevamenti.