L’energia prodotta dalle alghe mediante la luce solare continua a stupire: gli ingegneri dell’Università di Cambridge nel Regno Unito hanno utilizzato un microprocessore per più di sei mesi utilizzando nient’altro che la corrente generata da una specie comune di cianobatteri. Il metodo ha lo scopo di fornire energia a vasti sciami di dispositivi elettronici. “La crescente Internet delle cose ha bisogno di una quantità crescente di energia e pensiamo che questo dovrà provenire da sistemi in grado di generare energia, piuttosto che semplicemente immagazzinarla come batterie”, afferma Christopher Howe, un biochimico e (presumiamo) non- umano meccanico. A differenza del lato di Internet che utilizziamo per twittare e condividere clip di TikTok, l’Internet delle cose collega oggetti meno supponenti come lavatrici, caffettiere, veicoli e sensori ambientali remoti:
In alcuni casi, questi dispositivi funzionano lontano da una rete elettrica. Spesso sono così remoti, o in punti così scomodi, che non c’è un modo semplice per inserire una batteria nuova quando si scarica, o riparare la loro fonte di alimentazione se si degrada o si rompe. Per la tecnologia che funziona con un semplice sfarfallio di corrente, la soluzione è semplicemente assorbire l’energia dall’ambiente, catturando movimenti, carbonio, luce o persino calore sprecato e usandolo per eliminare una tensione. Le celle fotovoltaiche (energia solare) sono una soluzione ovvia nel mondo di oggi, visti i rapidi progressi compiuti negli ultimi anni per spremere più energia da ogni raggio di sole. Se vuoi l’energia di notte, però, dovrai aggiungere una batteria al tuo dispositivo, che non solo aggiunge massa, ma richiede un mix di sostanze potenzialmente costose e persino tossiche. La creazione di una fonte di energia “vivente” che converte il materiale nell’ambiente, come il metano, crea una cella di alimentazione più verde e più semplice che non si indebolirà al tramonto. D’altra parte, finiranno il succo nel momento in cui la loro scorta di cibo si esaurirà. Le alghe potrebbero rappresentare la soluzione che fornisce un’opzione di mezzo, agendo come una cella solare e una batteria vivente per fornire una corrente affidabile senza la necessità di rabbocchi di nutrienti. Già esplorate come fonte di energia per operazioni più grandi, le alghe potrebbero fornire energia anche a innumerevoli piccoli dispositivi:
“Il nostro dispositivo fotosintetico non si esaurisce come una batteria perché utilizza continuamente la luce come fonte di energia”, afferma Howe. Il loro sistema bio-fotovoltaico utilizza lana di alluminio per un anodo, principalmente perché è relativamente facile da riciclare e meno problematico per l’ambiente rispetto a molte altre opzioni. Ha inoltre fornito al team l’opportunità di studiare come i sistemi viventi interagiscono con le batterie alluminio-aria che generano energia. La parte “bio” della cellula era un ceppo di cianobatteri d’acqua dolce chiamato Synechocystis, selezionato per la sua ubiquità e per il fatto che è stato studiato così ampiamente. In perfette condizioni di laboratorio, una versione della cella delle dimensioni di una batteria AA è riuscita a produrre poco più di quattro microwatt per centimetro quadrato. Anche quando le luci erano spente, le alghe hanno continuato ad abbattere le riserve di cibo per generare una corrente più piccola ma comunque apprezzabile. Potrebbe non sembrare molto, ma quando hai solo bisogno di un po’ di energia per funzionare, l’energia delle alghe potrebbe essere solo il biglietto da visita di una tecnologia rivoluzionaria:
A un processore programmabile con set di istruzioni ridotto a 32 bit comunemente utilizzato nei microcontrollori è stata assegnata una serie di somme da masticare per una sessione di 45 minuti, seguita da un riposo di 15 minuti. Lasciato nella luce ambientale del laboratorio, il processore ha svolto lo stesso compito per più di sei mesi, dimostrando che semplici batterie a base di alghe sono più che in grado di far funzionare computer rudimentali. “Siamo rimasti colpiti dal modo in cui il sistema ha funzionato in modo coerente per un lungo periodo di tempo: abbiamo pensato che si sarebbe fermato dopo alcune settimane, ma ha continuato a funzionare”, afferma il biochimico Paolo Bombelli. Data la velocità con cui stiamo trovando nuovi modi per integrare l’elettronica negli oggetti di uso quotidiano, è chiaro che non possiamo continuare a sfornare batterie agli ioni di litio per alimentarli tutti e che quindi simili ricerche serviranno per individuare alternative concrete. Questa ricerca è stata pubblicata su Energy & Environmental Science.
