Un team di ricercatori della Virginia Tech ha sviluppato una batteria che per il proprio funzionamento usa lo zucchero e ha una densità energetica "senza pari". Pensata per rimpiazzare le tradizionali batterie agli ioni di litio, questa batteria potrebbe stupire non solo per via della capacità, ma anche perché è a basso costo, biodegradabile e ricaricabile. Lo studio del professore associato Y.H. Percival Zhang è stato pubblicato su Nature Communications.
Anche se le batterie "allo zucchero" non sono una novità, Zhang afferma che la propria soluzione ha una densità energetica (596 ampere-ora per chilo) di un ordine di grandezza, cioè 10 volte, superiore rispetto alle soluzioni agli ioni di litio. "In appena tre anni", si legge sul sito della Virginia Tech, "la nuova batteria potrebbe diventare il cuore di smartphone, tablet, console da gioco e altri tantissimi gadget elettronici".
Il professore afferma che "lo zucchero è un composto perfetto per l'accumulo di energia in natura. Quindi è logico cercare di sfruttarne il potere in modo da produrre una batteria più ecologica". Solo negli Stati Uniti ogni anno vengono gettate miliardi di batterie tossiche, che sono una minaccia per l'ambiente e la salute umana, secondo l'Environmental Protection Agency.
Zhang e i suoi colleghi hanno messo a punto per questa batteria un percorso di sintesi enzimatica non-naturale che attinge a tutte le potenzialità di carica dallo zucchero per generare elettricità in una cella a combustibile (fuel cell) enzimatica. Poi, enzimi biocatalizzatori a basso costo sono usati come catalizzatori al posto del costoso platino, usato tipicamente nelle batterie convenzionali.
Diagramma della fuel cell "enzimatica"
Come in tutte le celle a combustibile, la batteria allo zucchero combina del carburante - in questo caso maltodestrina, un polisaccaride ottenuto dall'idrolisi parziale dell'amido - con aria per generare elettricità (circa 24 elettroni da una singola unità di glucosio) e acqua come principali sottoprodotti. A differenza di altre fuel cell, come quelle all'idrogeno o al metanolo, la soluzione basata sullo zucchero non è esplosiva o infiammabile e ha un'elevata densità di archiviazione dell'energia. Gli enzimi e i combustibili usati per costruire il dispositivo sono biodegradabili. Inoltre la batteria è ricaricabile, in quanto lo zucchero può essere aggiunto come se steste riempimento di una cartuccia d'inchiostro della stampante.