Un team di ricercatori ha inventato una tipologia di batterie biodegradabili
Bio batterie: inventata la batteria ingeribile che dura 100 anni.
Le bio batterie sono costituite da capsule di gelatina ripiene di batteri comuni
Foto di Arturo su pexel
Categoria: Scienza | Martedi 20 Febbraio 2024 - 15:16:29
Un team di ricercatori della Columbia University ha inventato una nuova tipologia di batterie biodegradabili, fatte di materiali completamente naturali e sicuri se ingeriti accidentalmente.
Bio batterie alimentate da batteri
Chiamate "bio batterie", queste batterie sono alimentate dall'attività metabolica dei batteri e possono fornire energia continuamente per circa 100 anni.
Le bio batterie sono costituite da capsule di gelatina ripiene di batteri comuni e innocui, come Escherichia coli.
Quando i batteri metabolizzano sostanze zuccherine naturali nelle capsule, producono elettricità che viene trasportata dai filamenti di cellulosa che attraversano la capsula.
Più batteri sono presenti, maggiore è l'attività metabolica e quindi la produzione di energia.
Bio batterie: le differenze con quelle tradizionali
Queste batterie completamente biodegradabili potrebbero essere utilizzate per alimentare piccoli dispositivi elettronici impiantati nel corpo umano a scopo medico, come sensori, pompe di insulina o altri sistemi di monitoraggio.
A differenza delle normali batterie agli ioni di litio, le bio batterie non contengono metalli pesanti o sostanze chimiche potenzialmente pericolose.
Se ingerite accidentalmente non causano alcun danno e vengono naturalmente eliminate dall'organismo.
Bio batterie: longeviità e sostenibilità
I ricercatori hanno testato le bio batterie mantenendole in soluzioni fisiologiche simili ai fluidi corporei umani e hanno osservato produzioni continue di energia per oltre 100 ore.
Hanno anche dimostrato, attraverso molti esperimenti, che queste particolari batterie possono fornire abbastanza energia per alimentare LED e altri piccoli dispositivi elettronici.
Le bio batterie rappresentano un'alternativa promettente per l'energia sostenibile e a "impatto zero" all'interno del corpo umano.
Alimentate da glucosio naturale e dall'attività dei batteri, sono potenzialmente in grado di produrre energia per il corpo durante tutta la vita di un individuo.
Bio batterie: fonti di energia rinnovabile
Queste bio batterie ecologiche ed autonome potrebbero un giorno essere utilizzate anche per alimentare piccoli robot ingeribili, studiando batteri modificati geneticamente per ottimizzare la produzione di energia.
In futuro, simili bio batterie potrebbero anche essere impiegate per generare elettricità direttamente dai rifiuti organici, offrendo una fonte di energia rinnovabile per la produzione industriale o residenziale.
Le bio batterie si aggiungono alle crescenti ricerche nel campo delle energie verdi alternative e delle applicazioni biotecnologiche per la sostenibilità.
Insieme ai progressi nella bioingegneria e nella medicina rigenerativa, queste nuove biobatterie evidenziano il potenziale della biologia sintetica per la risoluzione di importanti sfide energetiche e ambientali.
I ricercatori, il cui studio è stato pubblicato sulla rivista Nature, sperano di poter sviluppare modelli di bio batterie sufficientemente potenti da alimentare dispositivi elettronici complessi, compresi smartphone e altri gadget elettronici di uso comune.
Le bio batterie biodegradabili potrebbero così fornire un'alternativa rivoluzionaria alle batterie tradizionali, con un impatto minimo sull'ambiente.
L'obiettivo principale è quello di arrivare ad un futuro alimentato dall'energia pulita, sostenibile e rinnovabile delle bio batterie.
Come funziona la produzione di energia dalle bio batterie?
Le bio batterie producono energia sfruttando l'attività metabolica dei batteri per generare elettricità. Il processo avviene in questo modo:
- Le capsule di gelatina che contengono i batteri vengono riempite di una soluzione zuccherina, come glucosio o fruttosio.
I batteri possono utilizzare queste sostanze organiche come fonte di cibo. - I batteri "mangiano" gli zuccheri e li metabolizzano per produrre energia e nuovo materiale cellulare.
Questo processo metabolico produce molecole di scarto cariche elettricamente, come gli ioni idrogeno (H+). - Le molecole cariche creano un flusso di protoni che viene convogliato dai filamenti di cellulosa inseriti nelle capsule.
I filamenti fungono da "cavi" per trasportare i protoni e generare una corrente elettrica. - Più batteri sono presenti nella capsula, più intensa è la loro attività metabolica e maggiore la produzione di molecole cariche, quindi più alta la corrente generata.
Fornendo più cibo ai batteri, si può aumentare ulteriormente l'energia prodotta. - La corrente elettrica generata dalle batterie viene utilizzata per alimentare piccoli dispositivi elettronici, come sensori, LED o altri sistemi impiantati.
L'energia prodotta in eccesso viene poi accumulata all0interno di minuscoli condensatori. - Quando il cibo nella capsula si esaurisce, viene aggiunta una nuova soluzione zuccherina per riattivare i batteri.
In questo modo le bio batterie possono continuare a produrre energia per lunghi periodi, potenzialmente per decenni.
In sintesi, queste batterie sfruttano i normali processi biologici dei batteri per generare corrente elettrica in modo sostenibile e biodegradabile.
È un esempio perfetto di come la natura possa essere una fonte di ispirazione per l'innovazione tecnologica.
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