Come funzionano le celle a combustibile microbiche vegetali

If plant-microbial fuel cells catch on, rice plants like these could mean energy as well as food. Want to learn more? Check out these alternative fuel vehicle pictures. Se le celle a combustibile microbiche vegetali prendono piede, piante di riso come queste potrebbero significare energia oltre che cibo. Volete saperne di più? Date un’occhiata a queste immagini di veicoli a combustibile alternativo . Creative Commons/ midorisyu (sotto licenza CC BY 2.0)

Direttamente o indirettamente, quasi tutta la vita sulla Terra è alimentata dal sole.

Le piante convertono la luce del sole in composti organici che, quando vengono consumati da altre forme di vita, trasmettono l’energia del sole al resto della rete alimentare. Come esseri umani, accediamo a questa energia immagazzinata attraverso la digestione e la combustione di piante grezze o lavorate. Il petrolio è solo materia organica morta da tempo, trasformata dalle forze geologiche, e i biocarburanti di prima generazione vengono sgranati dal mais, dalla canna da zucchero e dall’olio vegetale [fonte: The New York Times].

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Sfortunatamente, il petrolio è pieno di problemi ambientali e di sicurezza come l’energia, e i biocarburanti di prima generazione – che vengono raffinati bruciando altri carburanti – sono ben al di sotto della neutralità del carbonio. Peggio ancora, dato che le colture alimentari globali perdono letteralmente terreno a favore della produzione di biocarburanti, la crescente scarsità fa aumentare i prezzi dei prodotti alimentari, la fame e l’instabilità politica [fonte: The New York Times ].

Ma se ci fosse un modo per avere il nostro riso e bruciarlo? E se potessimo ricavare energia dai raccolti senza ucciderli, o generare energia usando piante e terreni non necessari per il cibo, tutto attraverso il potere dei microbi? Questa è l’idea alla base di celle a combustibile microbiche vegetali ( PMFC ).

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Quando si tratta di far funzionare la vita, le piante possono ottenere tutta la buona stampa, ma è il tanto malignato microbo che tiene insieme la catena alimentare. In particolare, i cianobatteri aiutano a formare la sua base; i microbi dell’intestino ci aiutano a digerire il cibo da esso; e i batteri del suolo trasformano i rifiuti risultanti in nutrienti che le piante possono utilizzare.

Per decenni, i ricercatori hanno scavato in giro per trovare possibili modi per trarre energia da questo metabolismo microbico. Negli anni ’70, i loro sforzi hanno cominciato a dare i loro frutti sotto forma di celle a combustibile microbiche ( MFCs ) — dispositivi che generano elettricità direttamente da una reazione chimica catalizzata da microbi [fonte: Rabaey e Verstraete ]. Gli MFC offrono opzioni rinnovabili e a bassa potenza per il monitoraggio degli inquinanti, per la pulizia e la desalinizzazione dell’acqua e per l’alimentazione di sensori e strumenti remoti.

C’è una fregatura, naturalmente: Le MFC funzionano solo finché hanno qualcosa su cui fare uno spuntino – tipicamente, materiale organico nelle acque reflue [fonti: Deng, Chen e Zhao ; ONR ]. I ricercatori si sono resi conto di poter consegnare quei rifiuti – un infinito buffet ad energia solare – direttamente ai microbi del terreno dalle piante stesse, e il seme di un’idea è stato piantato.

Nel 2008, i ricercatori hanno pubblicato dei documenti che annunciavano il primo di questi MFC alimentati da piante, e il potenziale è diventato sempre più chiaro [fonti: Deng, Chen e Zhao; De Schamphelaire et al.; Strik et al.] Utilizzando questa tecnologia scalabile, i villaggi e le fattorie dei paesi in via di sviluppo potrebbero diventare autosufficienti, mentre le nazioni industrializzate potrebbero ridurre la loro impronta di serra attingendo energia dalle zone umide, dalle serre o dalle bioraffinerie [fonti: Doty ; PlantPower ].

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Le PMFC, in breve, sono un nuovo, più verde spin sulle “centrali elettriche” – forse.

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