Sfruttano i batteri presenti nel terreno per generare elettricità in modo naturale e continuo: le nuove “batterie naturali” potrebbero cambiare il futuro dell’energia sostenibile, anche nel settore della mobilità.
Le chiamano “batterie naturali”, ma in realtà sono celle a combustibile microbiche capaci di produrre energia sfruttando un processo già presente in natura. A sviluppare questa innovativa tecnologia è stato un team di ricercatori della Northwestern University, che ha realizzato una particolare fuel cell in grado di generare elettricità grazie ai batteri presenti nel terreno.
Il progetto, presentato attraverso un comunicato pubblicato da Science Daily, punta a offrire una possibile alternativa alle tradizionali batterie per auto elettriche e, in alcuni casi, anche ai pannelli fotovoltaici, soprattutto per alimentare dispositivi a basso consumo energetico utilizzati nell’agricoltura e nel monitoraggio ambientale.
Come funzionano le “batterie naturali”
Le cosiddette MFC, acronimo di Microbial Fuel Cell, funzionano con un principio diverso rispetto alle comuni batterie chimiche. Anche queste celle sono composte da anodo, catodo ed elettrolita, ma la produzione di energia avviene grazie all’attività dei microrganismi presenti nel suolo.
Durante la decomposizione della materia organica, infatti, i batteri rilasciano elettroni. Il movimento di queste particelle genera corrente elettrica, che può essere utilizzata per alimentare piccoli dispositivi elettronici. L’idea non è nuova: le prime sperimentazioni risalgono addirittura al 1911, ma per oltre un secolo questa tecnologia ha mostrato limiti legati soprattutto alla scarsa efficienza e alla difficoltà di garantire una produzione energetica stabile.
Secondo i ricercatori, i progressi nei materiali e nella progettazione delle celle hanno permesso oggi di ottenere risultati molto più promettenti rispetto al passato.
I test sui sensori nel terreno
La nuova fuel cell sviluppata dal team americano è stata testata per alimentare sensori dedicati al monitoraggio dell’umidità del suolo e dispositivi utilizzati per tracciare gli spostamenti della fauna selvatica. Si tratta di strumenti dal consumo energetico estremamente ridotto, ma comunque dotati di sistemi wireless e antenne GPS per la trasmissione dei dati.
Uno degli aspetti più interessanti emersi durante le prove riguarda la versatilità del sistema. La cella ha continuato a funzionare sia in terreni asciutti sia in condizioni molto umide o persino allagate. Inoltre, rispetto ad altri sistemi simili, avrebbe garantito una durata superiore fino al 120% e una produzione di energia più costante nel tempo.
La struttura della cella è compatta, con dimensioni paragonabili a quelle di un piccolo libro tascabile. Una parte del dispositivo rimane in superficie per favorire il passaggio dell’ossigeno necessario al funzionamento del processo biologico.
Una possibile alternativa a batterie e pannelli solari
Secondo gli studiosi, questa tecnologia potrebbe diventare particolarmente utile nei settori legati all’agricoltura intelligente e alla gestione del territorio. Sensori e dispositivi connessi vengono infatti utilizzati sempre più spesso per controllare coltivazioni, monitorare parametri ambientali e raccogliere dati in tempo reale.
Le batterie tradizionali, oltre a richiedere sostituzioni periodiche, possono rappresentare un rischio di contaminazione del terreno a causa dei materiali chimici contenuti al loro interno. I pannelli solari, invece, dipendono dalle condizioni atmosferiche e possono diventare meno efficaci in presenza di ombra, sporco o maltempo.
Le celle a combustibile microbiche cercano di superare questi limiti sfruttando direttamente il contatto con il terreno come fonte energetica continua. Una prospettiva che si inserisce nel più ampio sviluppo delle tecnologie legate all’energia sostenibile, settore in cui le fuel cell stanno attirando crescente attenzione anche nel comparto automobilistico.
Negli ultimi anni, infatti, molte aziende stanno investendo sulle celle a combustibile a idrogeno come possibile soluzione per la mobilità a basse emissioni. Le fuel cell vengono considerate una delle tecnologie più promettenti nel panorama dell’energia “green”, anche se la loro diffusione su larga scala dipenderà ancora dalla disponibilità di infrastrutture dedicate e dall’evoluzione dei servizi di ricarica elettrica e distribuzione energetica.
