Dalle meduse un’alternativa per l’energia del futuro

Il biosolare è la nuova frontiera dell’energia. L’Università del Tennessee sta testando pannelli solari che utilizzano una sostanza contenuta nelle meduse per produrre elettricità

Le meduse, sicuramente belle da vedere ma poco apprezzate per un incontro in mare, potrebbero essere la nuova risorsa per produrre pannelli solari completamente naturali. È quello che gli scienziati del Bruce Lab dell’Università del Tennessee stanno cercando di fare isolando una sostanza contenuta nelle meduse.

Nel biosolare, settore in cui vengono utilizzati materiali biologici per sfruttare la potenza del sole, gli studi si stanno moltiplicando, ultimo esempio sono le batterie che utilizzano il rabarbaro. Un giorno, le nostre case, i nostri uffici potrebbero essere alimentati da batteri, piante, alghe e anche, appunto, meduse.

medusa biosolare
Equorea Victoria, la medusa da cui lo scienziato svedese Zackary Chiragwandi ha isolato la sostanza fluorescente impiegata nella produzione di una piccola quantità di elettricità. ©Alexander Semenov via Gettyimages

Meduse per produrre elettricità

Per ottimizzare le celle solari, gli scienziati del Bruce Lab dell’Università del Tennessee stanno cercando di comprendere a fondo il meccanismo della fotosintesi, scoprire quali siano i meccanismi di efficienza e come trasferirli alle celle solari in modo che possano essere convenienti e di facile fabbricazione. Alcuni ricercatori hanno cominciato a studiare le meduse. Sei anni fa, lo scienziato svedese Zackary Chiragwandi ha isolato la sostanza fluorescente delle Aequorea Victoria e, ponendola su un elettrodo di alluminio esposto alla luce ultravioletta, ha generato una piccola corrente elettrica. L’idea degli scienziati è quella di individuare un materiale a base di clorofilla che sia in grado di produrre energia una volta “dipinto” su fogli di materiale trasparente. I pannelli solari potrebbero così entrare in funzione con la luce del sole e fornire piccole quantità di energia sufficienti a ricaricare dispositivi a bassa potenza come i telefoni cellulari, le luci a led o piccoli frigoriferi. Ma l’energia prodotta dalla sostanza che rende fluorescenti le meduse potrebbe essere utilizzata anche a livello medico, in tutti quei nanodevices che vengono inseriti all’interno del corpo umano per sostituire le funzioni danneggiate dei nostri organi.

 

foglia fotosintesi
Gli scienziati stanno studiando come applicare il processo della fotosintesi alle tecnologie solari. © Eleonora Galli via Gettyimages

La natura è più efficiente della tecnologia

L’80 per cento della nostra elettricità è prodotta con combustibili fossili e questo rappresenta un terzo delle emissioni che stanno causando i cambiamenti climatici. E se i pannelli solari tradizionali possono fornire energia pulita, rinnovabile, l’espansione su larga scala di questa tenologia si troverà a dover affrontare problemi legati al reperimento di materiali come il cadmio e l’indio. Senza contare che oggi la maggior parte dei pannelli solari oggi ha un’efficienza di circa il 15-20 per cento.

La natura – una foglia, le alghe o i batteri – converte l’energia solare in energia attraverso la fotosintesi, e lo fa con un’efficienza perfetta. È proprio su questo che i ricercatori che si occupano di biosolare lavorano, per portare il processo ultra-efficiente della fotosintesi all’interno della tecnologia, costruendo dispositivi ibridi che forniscano energia pulita, accessibile e sempre più sostenibile.

In laboratorio sono state testate celle solari che utilizzano cianobatteri per produrre energia elettrica © NNehring via Gettyimages
In laboratorio sono state testate celle solari che utilizzano cianobatteri per produrre energia elettrica © NNehring via Gettyimages

Le opportunità del biosolare

Le ricerche sulla possibilità di creare energia utilizzando la sostanza fluorescente delle meduse riprodotta in laboratorio non è l’unica strada esplorata dagli scienziati del biosolare. La scorsa primavera, per la prima volta, i ricercatori della Binghamton University di New York sono stati in grado di assemblare in un unico pannello solare nove celle solari alimentate da cianobatteri, quelle che chiamiamo comunemente alghe azzurre. Il dispositivo formato da questi organismi unicellulari ha generato 5,59 microwatt di potenza: un valore limitato ma comunque un bel passo in avanti, soprattutto considerando che, con questo tipo di tecnologia, si può pensare a un pannello solare che – letteralmente – respira: proprio attraverso il respiro dei batteri le cellule solari biologiche saranno in grado di produrre energia anche durante le ore di buio.

Una ricerca che ha ancora bisogno di essere finanziata

Questo tipo di ricerca è stata a lungo considerata un settore di nicchia, un lavoro notevole ma portato avanti da non più di 20 laboratori in tutto il mondo. Con i risultati raggiunti nel 2016 sembra esserci stata una maggiore attenzione verso il lavoro degli scienziati del biosolare. Ma – come ha detto Seokheun Choi, direttore del Bioelectronics and Microsystems Lab a Binghamton e responsabile della ricerca sulle alghe azzurre cianoficee “La strada è ancora lunga. Prima di tutto, deve essere aumentata in modo significativo la densità di potenza. Molte sono le soluzioni possibili, tra cui creare batteri geneticamente ingegnerizzati”.

Un percorso che darà probabilmente ottimi risultati ma che deve essere sostenuto economicamente. “Il settore ha bisogno da due a 10 volte in più di finanziamenti per determinare quanto le tecnologie biosolari siano economicamente fattibili. Nel frattempo, la gente pensa che tutto questo sia roba da fantascienza. Non lo è”, ha commentato Barry Bruce responsabile della ricerca sulle meduse all’Università del Tennessee

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