Sistemi bio-elettrochimici: generatori di elettricità del futuro? Ogni anno vengono spesi miliardi di euro per il trattamento di migliaia di miliardi di litri di acque reflue, consumando notevoli quantità di energia. Tali acque reflue potrebbero però essere usate come risorsa rinnovabile, risparmiando notevoli quantità di energia e di denaro... Ogni anno vengono spesi miliardi di euro per il trattamento di migliaia di miliardi di litri di acque reflue, consumando notevoli quantità di energia. Tali acque reflue potrebbero però essere usate come risorsa rinnovabile, risparmiando notevoli quantità di energia e di denaro, in quanto contenenti inquinanti organici che possono essere utilizzati per produrre elettricità, idrogeno e sostanze chimiche di alto valore, come la soda caustica. Ciò può essere raggiunto decomponendo la materia organica tramite batteri elettricamente attivi in una cella elettrochimica, il che al contempo aiuta a ripulire il refluo. Esempi di tali "sistemi bio-elettrochimici" sono le celle a combustibile microbiche (MFC) e le celle elettrolitiche microbiche (MEC). L'Unione europea sta cercando di incoraggiare progetti innovativi che potrebbero portare ad un notevole risparmio energetico. Una tale iniziative è stata avviata da un team di ricercatori in Irlanda che si è concentrato sul settore dei sistemi bio-elettrochimici, cercando di capire come, alterando la chimica della superficie di un elettrodo, si possa produrre più energia elettrica. Lo studio "Arylamine functionalization of carbon anodes for improved microbial electrocatalysis", finanziato attraverso il programma Marie Curie, potrebbe avere un impatto immediato in una serie di settori che cercano di migliorare le loro prestazioni ambientali ed energetiche, compreso quello del trattamento delle acque reflue e della produzione biochimica e dei biocarburanti. Il progetto ha iniziato esaminando l'interfaccia microbica-elettrodo. È proprio lì che le interazioni fisico-chimiche e biologiche complesse permettono ai microbi di scambiare elettroni con elettrodi solidi, per produrre sistemi bio-elettrochimici. Il team ha scoperto elementi che potrebbero aiutare le comunità microbiche a collegarsi all'elettrodo e quindi produrre più energia elettrica in maniera più rapida rispetto agli elettrodi non modificati. Lo scambio di elettroni è al centro delle reazioni che avvengono nel mondo naturale, così come in questi cosiddetti sistemi bio-elettrochimici. Il team ha introdotto gruppi funzionali arilammini negli elettrodi di grafite. L'arilammina è un composto organico appartenente al gruppo delle amine che catalizza una reazione chimica specifica. L'aggiunta di questo composto ha migliorato la catalisi iniziale per l'ossidazione con acetato da biofilm microbici, rispetto a quella osservata sugli anodi non modificati. I ricercatori hanno dimostrato che "allacciare" i microbi per condurre e produrre energia elettrica in modo più veloce è fattibile. La ricerca è stata effettuata dal Biomolecular Electronics Research Laboratory a Galway, in Irlanda, che per diversi anni ha lavorato alla sperimentazione delle condizioni per la selezione di elettrodi da microbi. Benché siano necessari ulteriori studi per comprendere le importanti questioni biologiche e ingegneristiche che sono alla base delle biotecnologie, questi esperimenti di laboratorio hanno dimostrato che i sistemi bio-elettrochimici possono funzionare. Finora, tuttavia, solo alcuni di tali studi pilota sono stati eseguiti in condizioni reali; occorrono pertanto ulteriori studi pilota e progetti dimostrativi su scala più elevata per dimostrare l'affidabilità dei sistemi. Inoltre, i costi devono essere competitivi rispetto agli altri trattamenti delle acque reflue e processi di produzione chimica, prima che questa biotecnologia possa essere adottata su scala commerciale. Tuttavia, i ricercatori sono ottimisti che gli impianti commerciali possano essere realizzati entro 2-5 anni, stando a una recente conferenza della Commissione europea sull'argomento.Per maggiori informazioni, visitare: Università nazionale dell'Irlanda, Galway http://www.nuigalway.ie/ Paesi Irlanda
