Scopri di più sulla batteria fungina, realizzata con funghi e alimentata con materia organica.

I ricercatori del Laboratorio federale svizzero per la scienza dei materiali e la tecnologia (Empa) chiamano questo innovativo sistema di accumulo di energia "batteria fungina vivente", in quanto si basa sui funghi, " un affascinante regno della vita, più strettamente imparentato con gli animali che con le piante e che comprende un'enorme varietà ", spiegano.

Secondo l' Empa , il regno dei funghi comprende tutti i tipi di forme di vita: dalle creature commestibili alle muffe, dalle creature unicellulari ad alcuni degli organismi più grandi della Terra, dai patogeni che causano malattie ai supereroi che producono farmaci.

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I ricercatori di questo centro svizzero hanno scoperto un'altra capacità nei funghi: la capacità di generare elettricità. Stanno sfruttando questa capacità per sviluppare un nuovo tipo di batteria. Oltre a essere "fungina e vivente", è biodegradabile (si decompone rapidamente sotto l'influenza di agenti biologici e condizioni ambientali) e viene stampata con tecnologia 3D, semplificandone e velocizzandone la produzione.

Il vantaggio principale della batteria fungina funzionale, sviluppata dal Laboratorio di materiali in cellulosa e legno dell'Empa, è che, a differenza delle batterie convenzionali, non solo è completamente atossica, ma anche biodegradabile, affermano i ricercatori.

LE CELLULE VIVENTI GENERANO ELETTRICITÀ

Spiegano che “ le celle viventi di questa batteria non producono molta elettricità, ma ne producono abbastanza per alimentare un sensore di temperatura, come quelli utilizzati in agricoltura o nella ricerca ambientale, per diversi giorni ”.

Questa batteria si basa su una tecnologia chiamata "cella a combustibile microbica", che sfrutta la capacità degli esseri viventi (in questo caso i microrganismi) di convertire i nutrienti in energia, catturando parte di questa energia sotto forma di elettricità.

Finora, questo tipo di cellule era alimentato principalmente da batteri, ma i ricercatori dell'Empa hanno " combinato, per la prima volta, due tipi di funghi per creare una cella a combustibile funzionale ", secondo Carolina Reyes, ricercatrice di questo laboratorio svizzero.

DUE TIPI DI FUNGHI SUGLI ELETTRODI

I metabolismi (insieme delle reazioni chimiche cellulari) delle due specie di funghi si completano a vicenda, sottolinea.

L'anodo (elettrodo positivo) della batteria contiene un lievito il cui metabolismo rilascia elettroni, mentre il catodo (elettrodo negativo) è colonizzato da un fungo chiamato marciume bianco, che produce uno speciale enzima che cattura gli elettroni (particelle con carica elettrica negativa) e li conduce fuori dalla cella.

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Reyes spiega che " i funghi non vengono 'piantati' nella batteria, ma sono parte integrante della cella fin dall'inizio ".

I componenti della batteria fungina vengono realizzati tramite stampa 3D, consentendo ai ricercatori di strutturare gli elettrodi in modo che i microrganismi possano accedere ai nutrienti il ​​più facilmente possibile, mescolando le cellule fungine con il materiale di stampa.

" È stato molto difficile trovare un materiale su cui i funghi crescano bene e che possa anche passare facilmente attraverso l'ugello della stampante 3D senza distruggere le cellule fungine e che sia anche elettricamente conduttivo e biodegradabile ", afferma Gustav Nyström, responsabile del laboratorio di materiali in cellulosa e legno dell'Empa.

Grazie alla vasta esperienza del loro laboratorio nella stampa 3D di materiali morbidi di origine biologica, i ricercatori sono riusciti a produrre un materiale adatto a base di cellulosa, una sostanza fondamentale nelle cellule e nelle fibre vegetali.

" Le cellule fungine possono persino utilizzare la cellulosa come nutriente, contribuendo così alla degradazione della batteria dopo l'uso, ma la loro fonte preferita di nutrienti sono gli zuccheri semplici, che vengono aggiunti alle celle della batteria ", spiega Nyström.

" Le batterie fungine possono essere conservate asciutte e attivate in loco semplicemente aggiungendo acqua e sostanze nutritive ", aggiunge Reyes.

Sebbene i funghi robusti sopravvivano a queste fasi di siccità, lavorare con materiali viventi ha posto diverse sfide ai ricercatori, che ora intendono aumentare la potenza e la durata della batteria fungina, nonché cercare altri tipi di funghi adatti a fornire elettricità.

" I funghi sono ancora poco studiati e poco utilizzati, soprattutto nel campo della scienza dei materiali ", concordano Reyes e Nyström.

PUNTI SALIENTI :

- La batteria di Empa Labs è stampata in 3D e presenta quattro caratteristiche fondamentali che la differenziano dalle tecnologie precedenti: è composta da materia vivente, necessita di nutrienti, si degrada naturalmente ed è atossica.

- Le cellule viventi della batteria fungina producono elettricità sufficiente ad alimentare per diversi giorni i sensori di temperatura utilizzati in agricoltura o nella ricerca ambientale, spiegano gli specialisti svizzeri.

Secondo l'Empa, la batteria fungina produce piccole quantità di elettricità da due tipi di funghi; si nutre sia di cellulosa che di zuccheri semplici e può essere conservata asciutta e attivata aggiungendo acqua e sostanze nutritive.

Di Ricardo Segura Rapporti EFE.

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