Il Gazzettino

Il batterio ipertricotico che cattura elettricità dall'acqua sporca

Anno 1989: sul set di Ritorno al Futuro II, un allampanato Christopher Lloyd riempie il serbatoio di una Delorean di bucce di banana e birra calda sotto lo sguardo incredulo di Michael J. Fox. A noi spettatori dell'epoca ci sembrò una trovata bizzara per descrivere un futuro alimentato da improbabili carburanti. Non sapevamo che due anni prima, sulle rive del fiume Potomac, Derek Lovley aveva isolato la prima varietà di Geobacter Metalliriducens. Un piccolo batterio che vent'anni dopo avrebbe aperto la strada alla produzione di energia dal fango e dalle acque di scarico.

Sul numero di agosto di Biosensors&Bioelectronics, Lovley ha pubblicato i risultati di cinque mesi di lavoro della sua squadra alla University of Massachussets Amherst su una nuova varietà di Geobacter in grado di moltiplicare la resa delle pile a combustibile microbiologiche di almeno otto volte.

Una pila a combustibile microbiologica sfrutta gli elettroni derivanti dall'ossidazione microbica di materiale organico (ad esempio il glucosio e il metanolo derivanti da scarti di cibo) per ottenere energia. Il motivo per cui il geobacter ottenuto da Lovley è così bravo a trasferire energia dal substrato organico è che è dotato di una serie di pili molto sottili, ma lunghi e resistenti, fondamentali per la formazione dei biofilm che aiutano il trasferimento di elettroni.

La produzione di energia da parte del geobacter, dunque, è un fenomeno che avviene comunemente nel suo ambiente naturale. Quello che hanno fatto Lovley e colleghi è stato sottoporre le colonie a una pressione selettiva. Hanno fatto crescere il batterio su un elettrodo di grafite con acetato come nutrimento, aggiungendo 400 millivolt di corrente all'elettrodo, in questo modo i batteri sono stati indotti a schiacciarsi il più possibile per evitare i propri stessi elettroni, dando luogo a un biofilm più sottile. Così facendo, l'equipe ha indotto artificialmente l'evoluzione di una varietà di geobacter "specializzata" nella produzione di energia: Geobacter sulfurreducens è in grado di trasferire all'elettrodo un quantitativo di energia di otto volte superiore a quello della varietà originale.

Le applicazioni possibili di questa nuova varietà non si limitano alla produzione di energia elettrica, prima di diventare un asso del trasferimento elettroni, infatti, Geobacter veniva studiato per le sue formidabili capacità di decontaminazione biologica. Si potrebbero quindi ipotizzare dei dispositivi che oltre a convertire acqua di scarico e biomasse in elettricità, contribuiscano alla decontaminazione di ambienti inquinati. Nel 2007 la Foster ha brevettato un dispositivo di questo tipo che trasforma le acque di scarico della birreria in acqua pulita, anidride carbonica ed energia elettrica.