Per il futuro del nostro Pianeta è fondamentale riuscire a trovare fonti di energia che siano rinnovabili e non inquinino. Si tratta di un obiettivo a cui stanno lavorando le migliori menti in alcuni dei principali istituti scientifici di tutto il mondo. Alla University of Massachusetts Amherst, ad esempio, i ricercatori sono riusciti a mettere a punto un nuovo tipo di “generatore ad aria” in grado di sfruttare l’umidità naturalmente presente nell’aria per produrre elettricità. Grazie all’impiego di nanofilamenti proteici prodotti da batteri, questo nuovo dispositivo sembra infatti in grado di produrre elettricità in maniera più stabile e senza troppe restrizioni imposte dall’ambiente.

I cosiddetti generatori ad aria, di per sé, non rappresentano una novità. Solitamente si tratta di dispositivi in grado di catturare le particelle d’acqua naturalmente presenti sotto forma di vapore nell’aria attorno a noi, per poi sfruttarne attraverso soluzioni diverse gli elettroni al fine di produrre elettricità. Le soluzioni attuali però hanno due limiti importanti: non sono particolarmente efficienti e riescono a produrre soltanto piccole cariche elettriche per breve tempo. Inoltre sono assai limitati da fattori ambientali, funzionando quindi al meglio soltanto in luoghi dove l’umidità dell’aria sia elevata. A quanto pare invece il nuovo prototipo della Amherst potrebbe funzionare anche nel deserto.

Il “trucco” consiste nell’aver adottato una struttura composta da nanofilamenti proteici dallo spessore inferiore ai 10 micron, prodotti dal Geobacter sulfurreducens. Questi ultimi, in parte grazie alla propria struttura super porosa, in parte per le loro proprietà chimiche, riescono a catturare un numero enorme di particelle d’acqua, trattenendole all’interno delle innumerevoli cavità grazie alla formazione di legami chimici. Gli elettroni così liberati finiscono per formare un flusso elettrico. Le particelle d’acqua inoltre svolgono anche la funzione di elettrolita tra i due elettrodi posti ai lati della struttura proteica, consentendo così il transito degli elettroni.

Foto: University of Massachusetts Amherst
Foto: University of Massachusetts Amherst

In questo modo il nuovo generatore ad aria ha dimostrato di poter produrre in modo continuativo, 24 ore su 24, sette giorni su sette, una tensione di circa 0,5 volt su una pellicola spessa 7 micrometri, con una densità di corrente di circa 17 microampere per centimetro quadrato. Collegare in serie più dispositivi inoltre consente di scalare il voltaggio, aumentando la potenza prodotta così da consentire l’alimentazione di dispositivi.

Secondo i ricercatori l’attuale generazione di dispositivi Air-gen è già in grado di alimentare piccoli dispositivi elettronici indossabili, come smartwatch e fitness band, e il suo adattamento ai sistemi produttivi attuali non dovrebbe richiedere troppo tempo, trattandosi di una soluzione semplice e, soprattutto, poco costosa. Inoltre gli scienziati hanno sviluppato un nuovo tipo di batterio di E. Coli, in grado di produrre i filamenti proteici in minor tempo, abbattendo ulteriormente i costi. La speranza è di produrre in breve tempo batterie di nuova generazione per smartphone e tablet, che eliminino la necessità della ricarica periodica, contribuendo così all’abbattimento dei consumi energetici da fonti tradizionali.

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