Energia dall’acqua sporca

 

Ripulire le acque contaminate da residui organici generando energia elettrica. Un’idea semplice per risolvere i problemi legati all’inquinamento e un sogno che potrebbe trasformarsi presto in realtà.Grazie alle loro ultime ricerche per mettere a punto delle particolarissime celle a combustibile, Bruce Logan e i suoi colleghi della Pennsylvania State University hanno realizzato il primo prototipo capace di produrre energia grazie alle trasformazioni chimiche che vengono promosse da batteri che popolano normalmente le acque di scarico. Secondo la versione on line della rivista Environmental Science & Technology, si tratterebbe in pratica di una “fuel cell”, una sorta di batteria in grado di generare energia elettrica utilizzando delle specifiche reazioni chimiche.
Dal punto di vista operativo, la differenza principale rispetto a una batteria convenzionale, che perde rapidamente la sua capacità se non viene periodicamente ricaricata, consiste nel fatto che una cella a combustibile è im grado di ricevere un flusso costante di alimentazione dal quale estrarre gli elettroni necessari al suo funzionamento. Le celle a combustibile, sulle quali oggi si concentrano i maggiori interessi applicativi, sono quelle che impiegano come “carburante” idrogeno, inserito nella cella in forma diretta o ricorrendo a sostanze idrogenate come ad esempio alcol. In una cella a combustibile come quella proposta da Bruce Logan, sono i batteri che, metabolizzando il loro cibo, in questo caso i composti organici presenti nelle acque residue, rilasciano un flusso costante di corrente elettrica.
Nell’articolo pubblicato dal gruppo di Logan, viene messo in risalto come la cella a combustibile da loro sviluppata potrebbe rivoluzionare le tecniche di trattamento delle acque, riducendone drasticamente i costi, e permettendo così un utilizzo diffuso di queste tecniche oltre che nelle nazioni più industrializzate anche in quelle in via di sviluppo.
Il primo prototipo è costituito da un cilindro fatto di plexiglass, largo circa 7 centimetri e lungo il doppio. Al suo interno trovano posto 8 barrette di grafite, che costituiscono l’anodo della cella (gli elettrodi negativi). Al centro è collocato il catodo, l’elettrodo positivo, che è realizzato con un’ulteriore barra, fatta di plastica, carbonio e platino. Quando l’acqua contaminata è immessa all’interno del cilindro, i batteri si fissano sulle barre di carbonio e, durante i processi di digestione delle sostanze organiche, rilasciano elettroni che vengono raccolti dagli anodi e ioni idrogeno con carica positiva che rimangono invece nella soluzione. Gli elettroni raccolti sull’anodo possono giungere al catodo di platino attraversando un cavo esterno completando così il circuito elettrico. Maggiore è la superficie delle barrette di grafite, dunque, più grande la quantità di energia generata.
Molto più promettente la possibilità d’impiego per il trattamento delle acque. I batteri contenuti nella cella sono in grado di rimuovere fino all’ottanta per cento delle sostanze organiche inquinanti e l’intero processo si svolge con una richiesta di energia dall’esterno, molto minore rispetto alle tecniche convenzionali. Un aspetto questo certamente non trascurabile visto che nei soli Stati Uniti, ogni anno si spendono 25 miliardi di dollari per produrre l’energia elettrica necessaria a trattare 33 miliardi di galloni di acque contaminate da scarichi domestici.

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