Niente metalli negli elettrodi ma batteri: il Cnr di Bari studia i supercondensatori green

Foto di PIRO da Pixabay

Batteri “buoni” capaci di produrre energia dagli scarti e diventare un’alternativa bio alle batterie elettriche.

 

Non solo affascinanti ricerche in laboratorio. Dietro a un promettente e innovativo progetto scientifico del Cnr di Bari, oggi c’è un incubatore d’impresa che punta a trasformare in tecnologia green anni di intuizioni, esperimenti e scoperte scientifiche sviluppate da un team dell’Istituto di Nanotecnologia (Nanotec) di Bari in collaborazione con l’Istituto per i processi chimico-fisici (Ipcf) di Bari composto da Massimo Trotta, Alberto Perrotta, Rossella Labarile e il coordinamento scientifico di Paolo Stufano.

“B-Me: Bio-based Materials for Energy” sta sviluppando un supercondensatore avanzato e naturale che, per le sue importanti applicazioni, potrebbe a breve dimostrarsi una soluzione energetica rivoluzionaria, non solo in termini di sostenibilità ed economia circolare.

Il progetto, che più precisamente prevede lo “sviluppo e la produzione di elettrodi termoplastici compositi a matrice bio-polimerica e privi di metalli per la fabbricazione di un prototipo di supercondensatore avanzato” è stato appena ammesso al finanziamento da 230mila euro di Cassa Depositi e Prestiti Venture Capital Sgr dedicato alla Sostenibilità Ambientale, in risposta all’avviso Call4Planet 2022 promosso dall’incubatore Binp del Politecnico di Bari in accordo con Tech4Planet, il Polo Nazionale di Trasferimento Tecnologico.

Il team di ricerca. Da sinistra: Trotta, Labarile, Stufano e Perrotta

Massimo Trotta, ricercatore del Cnr Ipcf di Bari, spiega ad Ambient&Ambienti gli obiettivi dei prossimi mesi finalizzati allo sviluppo degli innovativi dispositivi di accumulo di energia e alla realizzazione di un prototipo sperimentale, prima di annunciare che è stato finanziato anche un progetto di ricerca d’interesse nazionale (Prin) in cui i batteri diventano capaci di amplificare il segnale elettrico.

Leggi: Bari: batteri che producono energia. La ricerca continua

Cambia il paradigma: niente metallo negli elettrodi

Dentro il progetto c’è un pezzetto di futuro che inizia a prendere forma.

Stiamo sostanzialmente costruendo elettrodi che non usano metalli ma residui di materiali batterici o materiali tipo acido lattico, capaci di caricarsi e scaricarsi molto velocemente per poter dare energia alla bisogna. Questa proprietà molto interessante viene già usata in molte macchine elettriche o ibride. Anche Ferrari, nelle corse, impiega questo sistema ad elettrodi per dare spinta alle accelerazioni. La differenza sostanziale è che noi cambiamo paradigma: non usiamo elettrodi metallici cioè quei metalli preziosi e poco disponibili su cui oggi c’è grande difficoltà di reperimento e su cui si sono aperte una serie di guerre economiche anche non figurate (quella ucraina è una delle prime guerre per l’energia di questo secolo), ma usiamo materiali naturali a basso costo e ad alta efficienza.

Cosa sono questi “batteri buoni” capaci di produrre energia?

L’oggetto del progetto è costruire dei supercapacitori che noi poi facciamo caricare con i batteri fotosintetici che sono batteri ancestrali, tra i primi ad essere arrivati sul pianeta e che fanno la stessa cosa che fanno le piante: trasformano l’energia solare in energia per sopravvivere. Noi facciamo lo stesso, a un livello superiore, attraverso la catena alimentare. Gli esperimenti su questi batteri molto piccoli ci dimostrano che il sistema può funzionare.

La sfida è sviluppare un prototipo utile ai processi industriali.

I supercapacitori che stiamo sviluppando sono sistemi capaci di conservare l’energia ma anche di prenderla e cederla in grandi quantità e molto rapidamente.

L’idea è costruire un applicativo in tempi brevi. Come procederete?

Logo del progetto di ricerca del Cnr di Bari

Se la ricerca ha un obiettivo è chiaro, lo sono meno le modalità di attuazione del progetto ma abbiamo già fatto importanti passi avanti per tutelare l’avanzamento del nostro progetto, a partire dall’acquisto di strumentazioni. Ma fra 18-24 mesi potrebbe esserci una start-up. Non già un’applicazione industriale, ma sicuramente un primo passo per sviluppare applicativi.

C’è un mercato pronto per questa tecnologia che state mettendo a punto e per interagire con lo spin off di questa ricerca, che al momento è ancora di laboratorio?

I supercapacitori sono oggetti molti interessanti perché possono avere molte applicazioni e la richiesta c’è già. Il mercato non è il problema piuttosto potrebbe rivelarsi più impegnativo lo sviluppo dell’oggetto per il mercato.

Studiare i batteri fotosintetici puntando al biofotovoltaico

Come è nata la ricerca? Come avete cioè pensato di usare i batteri a questo scopo?

L’idea iniziale è di Paolo Stufano, ricercatore del Cnr-Nanotec e coordinatore del progetto. Applicando l’esperienza di un vecchio progetto, siamo partiti dall’utilizzare quella capacità che i batteri hanno per accantonare energia quando non c’è cibo: le molecole poliidrossialcanoati.

E poi?

Poi abbiamo letteralmente guardato i fondi di caffè. Abbiamo cioè preso la polvere di caffè esausta e provato a fare chimica con polimeri di molecole naturali come la plastica degradabile per creare elettrodi capaci di caricarsi e scaricarsi con tanta energia e di farlo velocemente ma anche di essere stabili e autonomi.

Che progressi avete registrato?

Siamo riusciti a far dialogare i batteri fotosintetici con l’elettrodo e abbiamo osservato che questo dialogo non lo fanno solo scambiandosi elettroni, come ci si aspetta facciano, ma lo fanno continuando a riprodursi il che significa che si aprono altre finestre come il biofotovoltaico.

Ha un impatto ambientale questo sistema, produce scarti?

No, gli scarti sono quelli che utilizziamo noi! Questi batteri buoni, nel senso che non sono patogeni, crescono su molti elementi organici dai residui della birra all’umido della nostra spazzatura. In altre parole si produce energia dagli scarti, l’energia residua che è negli scarti può cioè essere riutilizzata per alimentare e far crescere questi batteri che utilizzano la luce del sole per produrre energia. E’ esattamente la definizione di economia circolare. Sostenibilità e economia circolare sono proprio le due parole chiave dietro a questo progetto.

Leggi: Energia elettrica dai batteri, una ricerca del CNR a Bari

 

 

Articoli correlati