Ingredienti comuni per scopi speciali
Se state per andare a far la spesa fermatevi un attimo, prendete carta e penna e segnatevi i seguenti ingredienti: vitamina B2, mandorle o capperi, alga nori, carbone attivo, un po’ di cera d’api, oro alimentare e, ovviamente, acqua.
Ok, capisco la vostra perplessità, ma vi assicuro che non si tratta degli ingredienti per una nuova ricetta di uno chef stellato (e nemmeno per quella di un fuorisede durante la sessione di esami) e no, siete fuori strada anche se avete pensato al contenuto di un calderone di una strega.
Signore e Signori, direttamente dalla DeLorean di Ritorno al futuro, ecco a voi Mr. Fusion, il generatore di fusione che permette viaggi avanti e indietro nel tempo!
Va bene, lo ammetto, frenate pure le palpitazioni del vostro cuore (soprattutto voi fan più fedeli delle avventure di Doc e Marty McFLy), non è vero. Ma non del tutto, diciamo che gli assomiglia.
Il paragone è presto spiegato: nella celebre saga fantascientifica, in assenza delle barre di plutonio, Doc dovette alimentare la propria macchina del tempo con i rifiuti di un cassonetto. Allo stesso modo, al giorno d’oggi, una gran fetta della comunità scientifica sta cercando nuovi metodi di produzione e immagazzinamento energetico più puliti e sostenibili degli attuali.
Direttamente dall’IIT (istituto italiano tecnologia) e dal gruppo di ricerca guidato da Mario Caironi, arriva un esperimento molto avanguardistico: la prima batteria formata interamente da scarti di cibo (e quindi totalmente edibile).
Il sapore non è ancora un granché, ma le potenzialità sono molto interessanti: «L’elettronica commestibile può fornire soluzioni con funzionalità più semplici, ma utili per monitoraggi di massa, in cui la pillola smart può essere ingerita senza supervisione, perché perfettamente sicura, e poi digerita senza creare rifiuti potenzialmente dannosi per l’ambiente».1Notizia pubblicata su Forbes
Ma come funziona?
Iniziamo provando a capire il funzionamento generale di una pila classica. Definiamo il concetto di cella come la più piccola composizione di parti che porta alla produzione di energia elettrica. Ogni cella ha principalmente due conduttori elettrici, detti elettrodi (definiti a loro volta come anodo – negativo – e catodo – positivo -), immersi in una sostanza elettrolita, che permette cioè il passaggio degli elettroni.
Quando la cella non è in uso, gli elettrodi non sono collegati tra loro e nulla viene prodotto. Al contrario, quando voglio produrre corrente elettrica collego i due elettrodi grazie a un circuito che permette il passaggio di elettroni.
Generalmente gli elettrodi sono a base metallica, mentre nel caso di questa particolare “batteria a cibo” sono fatti da riboflavina (ossia la vitamina B2, che possiamo trovare in latticini e uova) e da quercetina (presente in molti cibi come mandorle e capperi): parliamo quindi di molecole organiche.
In questa innovazione troviamo l’intuizione fondamentale dell’invenzione. Infatti, il gruppo di ricercatori si è scostato dal funzionamento tradizionale e ha cercato le risposte negli organismi viventi e, in particolare, nell’utilizzo di cofattori di ossidoriduzione, ossia di piccole molecole adibite al trasporto degli elettroni nelle cellule e alla ricerca di coppie redox non nocive all’uomo (ossia i nostri elettrodi visti prima).
A questa variante si aggiungono gli altri ingredienti della lista iniziale: l’alga nori ha lo scopo di fare da separatore tra gli elettrodi ed evitare possibili cortocircuiti; il carbone attivo serve per aumentare la conducibilità; l’acqua funge da base per la soluzione elettrolita. Tutte queste componenti sono racchiuse all’interno di una capsula di cera d’ape, da cui escono i connettori in oro alimentare.
I test riportati2Qui c’è il paper completo, per i più curiosi hanno mostrato la cella funzionare a tensioni massime pari a 0.65V (così da evitare di causare problemi nel corpo umano), sostenendo una corrente di 48 mA per 12 minuti.
La prossima e più urgente sfida sarà quella di miniaturizzare la batteria in modo da poterla inserire in pillole commestibili e permettere analisi gastroenteriche o, più semplicemente, per sostituire le batterie tradizionali nei giocattoli per bambini.
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