Dalle alghe una cella fotovoltaica biologica affidabile e rinnovabile

Un team di ricercatori ha creato una piccola cella fotovoltaica biologica, utilizzato una specie diffusa di alghe blu-verdi. Con questo piccolo sistema il team di ricerca ha alimentato senza interruzione un microprocessore per più di un anno. Per fornire corrente al processore non sono serviti altro che alghe, acqua e luce ambientale. Visti i risultati dunque, questa piccola cella fotovoltaica ha il potenziale per essere un modo affidabile e rinnovabile di alimentare piccoli dispositivi elettronici.

Dalle alghe la cella fotovoltaica biologica in grado di alimentare un microprocessore

La cella fotovoltaica biologica creata dai ricercatori, ha le dimensioni di una batteria AA, ed il suo cuore funzionale è costituito da un tipo di alga non tossica, la Synechocystis. L’alga è in grado di raccoglie l’energia solare attraverso la fotosintesi e fa si che si crei una minuscola corrente elettrica quando interagisce con un elettrodo di alluminio.

Si tratta dunque di un sistema molto semplice, realizzato con materiali ordinari, economici e per lo più riciclabili. Questo rende dunque questa cella fotovoltaica biologica facilmente replicabile per centinaia di migliaia di volte, permettendo così di poter alimentare un gran numero di piccoli dispositivi.

Secondo i ricercatori infatti, con il crescente numero di piccoli dispositivi elettronici, potrebbe essere più utile produrre “sistemi in grado di generare energia, piuttosto che semplicemente immagazzinarla come batterie. Il nostro dispositivo fotosintetico non si scarica come una batteria perché utilizza continuamente la luce come fonte di energia”, come afferma il professor Christopher Howe del Dipartimento di Biochimica dell’Università di Cambridge, coautore senior dello studio.

Nell’esperimento mostrato dai ricercatori nel loro studio, il dispositivo è stato utilizzato per alimentare un microprocessore Arm Cortex M0+. L’intero sistema ha funzionato correttamente sia in un ambiente domestico che in condizioni semi-esterne con luce naturale e fluttuazioni di temperatura. Dopo sei mesi di produzione continua di energia elettrica, i ricercatori hanno raccolto i dati e ricavato i risultati pubblicati nel loro studio.

Una fonte di energia elettrica che potrebbe sostituire le batterie

Come afferma il Dr. Paolo Bombelli del Dipartimento di Biochimica dell’Università di Cambridge ed autore principale della ricerca: “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”.

Dai risultati è emersi inoltre che, nonostante il fatto che la fotosintesi richieda luce, il dispositivo può anche continuare a produrre energia durante i periodi di oscurità. Secondo i ricercatori questo potrebbe essere dovuto al fatto che le alghe elaborano parte del nutrimento anche quando non c’è luce e ciò continua a generare una corrente elettrica.

Questo piccolo dispositivo dunque potrebbe essere, secondo i ricercatori, una valida alternativa all’utilizzo delle batterie al litio per i piccoli dispositivi elettrici. Se tali devices continueranno ad aumentare con lo stesso ritmo attuale infatti, potremmo aver bisogno di tre volte più litio di quanto ne viene prodotto in tutto il mondo ogni anno. Mentre utilizzare i dispositivi fotovoltaici attuali significherebbe utilizzare materiali pericolosi che hanno effetti negativi sull’ambiente.

Ph. Credit: Paolo Bombelli, via Cambridge University