I depuratori stanno per subire una metamorfosi epocale. Da semplici impianti di trattamento delle acque reflue potrebbero diventare vere e proprie centrali elettriche biologiche. Come? Grazie a una tecnologia innovativa che sfrutta il potere dei microrganismi per generare elettricità. Si chiamano celle a combustibile microbiche (MFC) e stanno rivoluzionando il modo in cui pensiamo ai rifiuti e all’energia. Questi dispositivi non solo purificano l’acqua, ma trasformano anche i contaminanti organici in preziosa elettricità. È come se avessimo scoperto una miniera d’oro nascosta nei nostri scarichi fognari: una svolta che potrebbe cambiare radicalmente il panorama energetico urbano e il nostro approccio alla gestione dei rifiuti.
Come funzionano le celle a combustibile microbiche
Le celle a combustibile microbiche (MFC) sono sistemi bioelettrochimici che sfruttano le attività metaboliche dei batteri per generare elettricità. I batteri presenti nelle acque reflue si nutrono dei contaminanti organici e, attraverso processi chimici naturali, producono elettroni. Questi elettroni vengono poi trasferiti agli elettrodi delle MFC, generando una corrente elettrica che può essere utilizzata per produrre energia.
La vera innovazione risiede nei materiali utilizzati per gli elettrodi. Nell’ultimo studio, si è scoperto che utilizzando elettrodi di NiO-N-CNF/ACB, si è potuta ottenere una potenza notevole e una riduzione del 74% della domanda chimica di ossigeno (COD), il che significa un’acqua più pulita e un’energia più efficiente.
Depuratori che producono energia
I ricercatori della CSIR-AMPRI in India, guidati da Shiv Singh, hanno scoperto come le celle a combustibile microbiche (MFC) possano trasformare i depuratori in impianti che producono energia. Utilizzando elettrodi avanzati come il NiO-N-CNF/ACB, sono riusciti a ottenere una densità di potenza di 2.900 mW per metro cubo e una riduzione del 74% della domanda chimica di ossigeno (COD). Questo consente ai depuratori di trattare le acque reflue in modo più efficiente, abbattendo i costi energetici. Vi linko qui lo studio, pubblicato sull’ultimo numero del Chemical Engineering Journal.
Materiali innovativi per depuratori più efficienti
Il team ha utilizzato elettrodi capacitivi fatti di ossido di nichel (NiO) e nanofibre di carbonio, che aumentano il trasferimento di elettroni tra i batteri e l’anodo. Questi elettrodi non solo migliorano la produzione di elettricità, ma sono anche in grado di immagazzinare energia, grazie a una capacità di 754 Farad1 per grammo. Questo permette ai depuratori di trattare l’acqua più velocemente e generare energia pulita.
Depuratori del futuro: una soluzione sostenibile
L’impatto ambientale della ricerca è significativo: i depuratori che utilizzano le celle a combustibile microbiche possono ridurre drasticamente l’inquinamento delle acque reflue e produrre energia sostenibile. Vedremo davvero i depuratori passare da semplici impianti di trattamento a produttori di energia rinnovabile? Non sarebbe male.
- Il farad (simbolo F) è l’unità di misura della capacità elettrica nel Sistema internazionale di unità di misura (SI). ↩︎
