Le celle a combustibile estraggono energia dal suolo.

Un team di ricerca della Northwestern University ha sviluppato una nuova cella a combustibile che ricava energia dal processo di decomposizione del suolo operato dai microrganismi.

Il coperchio della batteria, stampato in 3D, sporge dal terreno. Foto: Bill Yen/Northwestern University — Il coperchio della batteria, stampato in 3D, sporge dal terreno. Foto: *Bill Yen/Northwestern University*

Una batteria alimentata dal terreno, delle dimensioni di un libretto, offre una valida alternativa alle batterie utilizzate nei sensori sotterranei impiegati in agricoltura , come riportato da Interesting Engineering il 16 gennaio. La nuova ricerca è stata pubblicata sulla rivista Proceedings of the Association for Computing Machinery on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies.

Il team di esperti ha sottolineato la durabilità della nuova cella a combustibile, menzionando la sua capacità di resistere a diverse condizioni ambientali, tra cui terreni aridi e zone soggette a inondazioni.

"Questi microrganismi sono abbondanti; vivono ovunque nel terreno. Possiamo utilizzare sistemi semplici per generare elettricità da essi. Non saremo in grado di alimentare un'intera città con questa quantità di elettricità, ma possiamo ricavarne piccole quantità per applicazioni pratiche a basso consumo energetico", ha affermato George Wells, membro del team di ricerca.

Le sostanze chimiche contenute nelle batterie possono infiltrarsi nel terreno. Pertanto, la nuova tecnologia rappresenta anche un'alternativa ecocompatibile, eliminando le preoccupazioni associate ai componenti tossici e infiammabili delle batterie.

La nuova cella a combustibile utilizza un tessuto di carbonio per l'anodo e un metallo inerte e conduttivo per il catodo. Il team di ricerca ha impiegato un materiale impermeabile sulla superficie del catodo, consentendogli di funzionare anche in condizioni di allagamento e garantendone l'asciugatura dopo l'immersione.

Cella a combustibile pulita in laboratorio (a sinistra) e ricoperta di sporco (a destra). Foto: Bill Yen/Northwestern University — Cella a combustibile pulita in laboratorio (a sinistra) e ricoperta di sporco (a destra). Foto: *Bill Yen/Northwestern University*

Il prototipo di cella a combustibile funziona in modo efficiente, generando una quantità di elettricità 68 volte superiore a quella necessaria per alimentare i suoi sensori. La batteria è inoltre sufficientemente robusta da resistere a forti fluttuazioni dell'umidità del suolo. Il team ha anche collegato i sensori del suolo a una piccola antenna per la comunicazione wireless. Ciò consente alla cella a combustibile di trasmettere i dati a una stazione vicina. In particolare, la nuova cella a combustibile non solo funziona sia in condizioni asciutte che umide, ma ha anche una durata superiore di circa il 120% rispetto a tecnologie simili.

"Il numero di dispositivi nell'Internet delle cose è in costante aumento. Se immaginiamo un futuro con trilioni di questi dispositivi, non potremmo certo produrli tutti utilizzando litio, metalli pesanti e altre sostanze pericolose per l'ambiente", ha affermato Bill Yen, il ricercatore principale del nuovo studio.

"Dobbiamo trovare soluzioni alternative in grado di fornire piccole quantità di energia per alimentare una rete di dispositivi decentralizzati. Per trovare una soluzione, abbiamo condotto ricerche sulle celle a combustibile microbiche a base di suolo, utilizzando microrganismi specifici per decomporre il terreno e fornire questa piccola quantità di elettricità ai sensori. Finché nel terreno è presente carbonio organico che i microrganismi possono decomporre, la cella a combustibile può durare indefinitamente", ha concluso Yen.

Thu Thao (Secondo Interesting Engineering )

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