Come le biopellicole possono produrre corrente elettrica
Le EAB presentano applicazioni nei biosensori e nelle celle a combustibile microbico. Sono essenzialmente una pellicola di microorganismi in grado di fornire elettroni per l’elettricità, ma il meccanismo esatto di questo trasferimento di elettroni resta poco compreso. Il progetto EA-BIOFILMS (“Electroactive biofilms for microbial fuel cells and biosensors”), finanziato dall’UE, è stato creato per migliorare la conoscenza in quest’area in modo che possano essere sviluppate tecnologie affidabili a base di EAB. I ricercatori hanno studiato microorganismi modello di riduzione del metallo come la Shewanella sp. e il Geobacter sp. Entrambi hanno strutture nelle loro membrane esterne che permettono il trasferimento diretto di elettroni tra se stessi e un elettrodo. Il progetto ha inoltre avanzato il primo metodo spettroelettrochimico per la caratterizzazione in vivo di EAB, che i ricercatori hanno applicato con successo alle biopellicole del Geobacter. Il metodo consente studi rapidi e informativi, con un pre-trattamento minimo o la distruzione della biopellicola. Per la Shewanella, i ricercatori hanno scoperto che gli elettroni vengono trasferiti indirettamente in biopellicole giovani (questo produce più corrente), ma che il processo diventa prevalentemente diretto man mano che la biopellicola invecchia. In generale, il trasferimento di elettroni è molto rapido anche in biopellicole sottili. La conoscenza ottenuta durante questo progetto aiuterà a portare su scala industriale i dispositivi basati su EAB dato che i ricercatori ora comprendono meglio come ottimizzare l’efficienza della biopellicola. Informerà inoltre il design delle celle a combustibile per il recupero di energia dall’acqua di scarico, oltre ai biosensori per il monitoraggio dell’acqua di drenaggio.
Parole chiave
Trasferimento di elettroni, biopellicole elettroattive, biosensori, celle a combustibile microbico, microorganismi di riduzione del metallo
