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Application of Microbial Fuel Cells for waste water treatment

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Le celle a combustibile microbiche aiutano a ripulire le acque reflue

Un team di ricercatori finanziato dall’UE ha migliorato lo sviluppo delle celle a combustibile microbiche (MFC, microbial fuel cells) al fine di creare un sistema affidabile ed efficiente in termini di costi per la decontaminazione delle acque reflue in zone remote.

Cambiamento climatico e Ambiente icon Cambiamento climatico e Ambiente

L’acqua pulita è fondamentale per la vita umana, ma questa risorsa essenziale è minacciata in tutto il mondo dall’inquinamento originato dai settori residenziale, industriale e commerciale. Fortunatamente, la società sta effettuando una transizione verso un’economia circolare in cui il riciclaggio dell’acqua svolge un ruolo di primaria importanza, rimpiazzando il tradizionale modello di crescita del tipo «prendi, produci, consuma e smaltisci». Attualmente la popolazione mondiale sta crescendo al ritmo di circa 80 milioni di persone all’anno, il che comporta un parallelo incremento nella domanda di acqua dolce, che sta aumentando di 64 miliardi di metri cubi l’anno. Vi è pertanto un’urgente necessità di riutilizzare l’acqua aggravata dalla minaccia della carenza idrica, che ha stimolato lo sviluppo di sistemi di trattamento delle acque al fine di soddisfare questa domanda in continua crescita. Il progetto di Orizzonte 2020 MEMBio ha affrontato questa sfida sviluppando un processo efficiente, versatile ed ecocompatibile per la sintesi industriale di membrane biocompatibili a struttura ceramica per il trattamento delle acque reflue. «Il nostro sistema ridurrà il fabbisogno energetico e conseguentemente la generazione di fanghi, richiedendo una manutenzione minima», afferma il dott. Jonas Gurauskis, coordinatore del progetto e fondatore di AENEAM Advanced Membrane Technologies. Miglioramento della tecnologia e ottimizzazione delle politiche Le membrane di MEMBio, progettate in modo da migliorare le MFC convenzionali, sono dispositivi MFC che utilizzano microbi aerobi allo scopo di convertire il substrato organico direttamente in energia elettrica. «Le nostre celle non sono destinate alla produzione di energia, ma servono a far sì che le specie microbiche consumino le sostanze inquinanti all’interno dell’anodo della cella», spiega il dott. Gurauskis. I ricercatori hanno condotto test totalmente funzionanti per convalidare il sistema prima di attuare la piena commercializzazione e hanno utilizzato l’analisi di mercato per sviluppare una tabella di marcia tecnica. «Abbiamo individuato tre diversi tipi di clienti bersaglio e avviato studi pilota mirati», evidenzia il dott. Gurauskis. «Valuteremo le prestazioni di tre diversi prototipi in ambienti reali, il che porterà alla reingegnerizzazione e alla riprogettazione delle nostre membrane e ci avvicinerà all’essere pronti per l’immissione sul mercato». Oltre alla tabella di marcia tecnica, tra gli altri risultati chiave figura una politica della proprietà intellettuale (PI) aggiornata, realizzata con l’aiuto di un mentore dell’UE. Il dott. Gurauskis commenta: «Siamo estremamente felici dell’assistenza che abbiamo ricevuto. Essendo un’azienda di piccole dimensioni, per noi è difficile dedicare risorse alla classica gestione della PI basata sul brevettare ogni cosa. Pertanto, in seguito a delle discussioni critiche, abbiamo deciso di optare per una «strategia di libertà operativa». Pieno supporto tecnico Il progetto pubblicherà i risultati e le progettazioni di MEMBio su riviste open source, seguendo il principio «aperto quanto possibile, chiuso quanto necessario». «Questo approccio semplificherà il processo di rilascio del brevetto e garantirà che nessun’altra azienda brevetti alcun tipo di dispositivo simile alle nostre membrane», evidenzia il dott. Gurauskis. MEMBio offre alle aziende del settore agroindustriale non solo il sistema di trattamento delle acque, ma anche servizi di manutenzione e consulenza. Le celle verranno impiegate in siti agricoli e industriali remoti con flussi di acque reflue che richiedono il trattamento delle acque prima di essere smaltite o riutilizzate. «È importante sottolineare che le celle richiedono una manutenzione minima. Ciò le rende la scelta perfetta in luoghi del terzo mondo dove le tecnologie convenzionali di trattamento delle acque reflue falliscono per la mancanza di personale qualificato o di opzioni che ne garantiscano il funzionamento», fa notare il prof. Gurauskis.

Parole chiave

MEMBio, celle a combustibile microbiche (MFC), trattamento delle acque, acque reflue, proprietà intellettuale (PI), efficienza energetica

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