Secondo una nuova ricerca dell’università olandese Radboud University, i piccoli batteri che si trovano nei fossati, nei torrenti e nei laghi d’acqua dolce inquinati da fertilizzanti, sono dei veri e propri generatori di energia. Gli scienziati hanno scoperto che il batterio Candidatus Methanoperedens utilizza il metano per crescere. Questo permette ai microbi di “donare” elettroni, creando un mini ciclo di alimentazione che consiste nel “mangiare” metano e che permette loro di agire come delle vere e proprie batterie mentre producono elettricità in modo naturale.
Secondo Cornelia Welte, microbiologa coautrice dello studio pubblicato du Frontiers in Microbiology, questa scoperta potrebbe essere molto utile per il settore energetico.
La produzione di elettricità grazie al metano
I ricercatori erano partiti con l’obiettivo di avere maggiori informazioni sui processi di conversione che avvengono nel microrganismo. Inoltre, erano anche curiosi di sapere se sarebbe stato possibile utilizzare il processo di conversione per generare energia elettrica.
Negli attuali impianti di biogas, il metano è prodotto da microrganismi e, successivamente, il metano prodotto viene bruciato per azionare una turbina che genera energia. Meno della metà del biogas viene convertito in energia elettrica. Questa è la capacità massima che è attualmente raggiungibile. La ricerca della Radboud University mira a scoprire se è possibile fare un uso migliore dei microrganismi.
In precedenza, i microbiologi della Radboud avevano già scoperto che era possibile generare energia grazie al batterio anammox il quale si nutre di ammonio.
La ricerca della Radboud University
I microbi come i batteri, sono in grado di prosperare in luoghi poveri di ossigeno a grazie alla loro dipendenza dall’azoto e dal metano. Questi archei metanotrofi anaerobici ossidano il metano e al tempo stesso donano anche elettroni alle specie vicine grazie a una reazione a catena elettrochimica. I ricercatori hanno quindi scoperto che i microbi producevano elettricità durante questo processo. Su questo principio sono quindi partiti per studiare tale fenomeno in laboratorio.
Durante l’esperimento i ricercatori della Radboud University hanno coltivati i microbi grazie a una grande quantità di metano e con una quantità molto bassa di ossigeno. Hanno posizionato un anodo metallico a tensione zero vicino ai microbi e hanno indotto i batteri ad azionarsi per il loro esperimento. I ricercatori hanno poi misurato il trasferimento extracellulare di elettroni dei batteri per generare corrente elettrica.
È stata quindi creata una sorta di batteria con due terminali, il primo è un terminale biologico e l’altro è un terminale chimico. I batteri vengono quindi coltivati su uno degli elettrodi in mododa consentire ai batteri di “donare” elettroni prodotti durante la conversione del metano.
I risultati ottenuti
La ricerca ha quindi mostrato che, grazie alla conversione del metano, si generavano picchi fino a 274 milliampere per centimetro quadrato (abbastanza per alimentare una lampadina da 20 watt). Questo ha portato i ricercatori ad affermare che il 31% dell’energia del metano era stato trasformato in corrente elettrica. Un ottimo risultato, considerando che si trattava di un primo tentativo e, soprattutto, secondo la Welte, una buona base di partenza per cercare di migliorare ulteriormente il sistema.
Il team di ricerca sa che migliorare questa efficienza significa lavorare anche con questi microbi viventi in modo da creare delle vere e proprie batterie viventi alimentate a metano. Grazie alla capacità del Candidatus Methanoperedens di prosperare in condizioni critiche apre alla possibilità di creare delle batterie viventi mangia-metano.