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Energia pulita imitando la Natura con le Micro-celle fotosintetiche

La prossima settimana, i leader e gli scienziati internazionali saranno riuniti a Parigi per comprendere come abbassare la dipendenza del mondo dai combustibili fossili – ma una delle sfide chiave che si dovranno affrontare,sarà la ricerca di fonti energetiche pulite e altamente efficienti, che possano prendere il loro posto.

Un candidato per questo lavoro esiste eccome. Si tratta della Melma verde, oppure, tecnicamente chiamata, melma verde-blu.  Scienziati canadesi hanno usato alghe blu-verdi per sperimentare un nuovo tipo di cella di potenza che a sua volta sfrutta una carica elettrica dalla fotosintesi e respirazione di cianobatteri, che sono i microrganismi che compongono alghe blu-verdi.

Il sogno di poter replicare con estrema efficienza la fotosintesi naturale scende di scala. A diminuire però non è l’ambizione o la portata dei progetti di ricerca quanto, piuttosto, la dimensione dei dispositivi che, nelle stanze della Concordia University di Montreal, in Canada, si fanno piccoli, anzi piccolissimi. Un team di scienziati del Laboratorio Bio Microsystem dell’Ateneo ha sviluppato delle micro-celle fotosintetiche capaci di sfruttare l’energia elettrica sprigionata dalla fotosintesi e respirazione tipiche delle piante.

Entrambi questi processi, che si svolgono nelle cellule vegetali, coinvolgono catene di trasferimento elettronico; e il concetto principale consiste nel riuscire a intrappolare esattamente a questo livello gli elettroni che vengono rilasciati dal processo fotosintetico, in questo specifico caso a carico dei cianobatteri; questo tipo di microorganismi, infatti, è in grado di svolgere la fotosintesi utilizzando una porzione più ampia dello spettro visibile di quella sfruttata dalle piante verdi grazie alla clorofilla.

Il merito è di pigmenti aggiuntivi che permettono di raggiungere lunghezze d’onda ulteriori rispetto a quelle tipiche del verde. Le micro-celle fotosintetiche realizzate dal dottor Muthukumaran Packirisamy e dal suo team, sono costituite da una membrana a scambio protonico, da anodo e un catodo. La camera dell’elettrodo negativo è composta letteralmente da cianobatteri che rilasciano elettroni.

Il dottor Muthukumaran Packirisamy

Per ora le prestazioni sono ovviamente molto ridotte: la cella fabbricata da Packirisamy e colleghi, è in grado di produrre una tensione a circuito aperto di 993 mV e una densità di potenza di 36.23W / cm2. Tuttavia, spiegano i ricercatori, tali valori possono essere aumentati, e il team fa sapere di star già lavorando sulla riduzione della distanza tra gli elettrodi e membrana di scambio e su un design del dispositivo che risulti più efficiente di quello attuale. Il lavoro, pubblicato nel numero di settembre 2015 della rivista scientifica TECNOLOGY, potrebbe portare a piccole applicazioni wireless o a Bio-MEMS, acronimo impiegato per indicare i nuovi sistemi microeletromeccanici biomedici o biologici.

“In cinque anni, questo sistema sarà in grado di alimentare il vostro smart phone”, ha detto Packirisamy all’Agenzia di stampa Reuters,  sarà una energia alternativa, senza inquinamento, che potrà aiutare l’umanità a ridurre le emissioni di gas serra.

Redazione SdC

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riferimenti: fontefonte

 

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