Le celle a combustibile microbiche sono una nuova tecnologia promettente per la generazione di elettricità, ma finora sono afflitte da inefficienza. Ora, i ricercatori dell'UCLA hanno trovato un modo per estrarre più energia da loro, alimentando i batteri con argento per renderli più conduttivi.
Alcuni batteri producono elettroni attraverso i loro normali processi metabolici e le celle a combustibile microbiche attingono a questo per generare elettricità. In un mondo ideale basterebbe dunque coltivarli in film su elettrodi e alimentarli con materia organica per ottenere un dispositivo che genera elettricità mentre aiuta a ripulire le acque reflue. In realtà però ottenere un output decente è rimasto frustrantemente sfuggente. Fino ad oggi almeno.
In un nuovo studio, infatti, un team di ricercatori dell'UCLA ha cercato modi per aumentare la quantità di elettricità generata. I ricercatori hanno iniziato con batteri chiamati Shewanella oneidensis, un promettente microbo per celle a combustibile che prospera in ambienti a basso contenuto di ossigeno, scoprendo che la sua efficienza è limitata dalle membrane cellulari, attraverso cui gli elettroni hanno difficoltà a fuggire.
I ricercatori hanno allora affrontato questo problema essenzialmente impiantando fili di trasmissione all'interno dei batteri. Il team ha coltivato Shewanella su elettrodi fatti di ossido di grafene con ioni d'argento incorporati in esso. I batteri riducono questi ioni in nanoparticelle che sono incorporate all'interno delle loro cellule, il che aiuta più elettroni a fuggire all'esterno delle loro membrane.
"Aggiungere le nanoparticelle d'argento nei batteri è come creare una corsia di espressione dedicata per gli elettroni, che ci ha permesso di estrarre più elettroni e a velocità più elevate", ha spiegato Xiangfeng Duan, autore dello studio. Il team afferma che con i miglioramenti, i batteri ora trasportano nell'elettrodo l'81% degli elettroni che producono, generando 0,66 milliwatt di potenza per centimetro quadrato, che i ricercatori sostengono sia la più alta densità di potenza per una cella a combustibile microbica mai raggiunta. La svolta potrebbe contribuire a rendere le celle a combustibile microbiche più pratiche per l'uso nel mondo reale.