La tecnologia MEC
La tecnologia MEC (Microbial Electrolysis Cell) e’ la più recente, originale ed innovativa strategia per la produzione di idrogeno da fonte rinnovabile, pur racchiudendo le maggiori potenzialità in termini di economicità e sostenibilità: nel 2005 dall'evoluzione della tecnologia delle Microbial Fuel Cell (MFC) ha iniziato a affacciarsi una nuova strada per la produzione biologica assistita dell'idrogeno definita appunto dalle MEC.
Nelle MFC una comunità batterica coltivata in anaerobiosi nel comparto dell'anodo di una batteria, riesce a selezionare gruppi di microrganismi che colonizzano l'anodo stesso e fungono da anello terminale della catena trofica locale in quanto in grado di trasferire gli elettroni generati dai processi metabolici direttamente all'anodo (figura 1).
Figura 1
Gli elettroni sono stati riaccoppiati ai protoni similmente generati dal metabolismo microbico, nel comparto del catodo in presenza di ossigeno a produrre acqua, chiudendo il circuito della nostra pila. Questa configurazione è la migliore dal punto di vista della generazione elettrica; l'ossigeno è il miglior accettore di elettroni disponibile (sconta alcuni problemi pratici: mantenimento della anaerobiosi nel comparto dell'anodo)
L'assenza di ossigeno risolve questi condizionamenti ma rende la pila inutilizzabile in quanto gli ioni H+ generati non hanno un potenziale redox sufficiente (-410 mV vs i -300 mV disponibili nella MFC) per chiudere autonomamente il circuito.
Come uscire dalla contraddizione?
Cambiando il prodotto finale del processo, passando dalla generazione di acqua a quella di idrogeno molecolare, aumentando la differenza di potenziale tramite l'inserimento nel circuito esterno della pila di una fonte addizionale di elettroni per generare un potenziale finale di -410 mV (elettrolisi assistita biologicamente).
Per definire rinnovabile il processo anche questa fonte di elettricità deve essere da fonte rinnovabile.
Il processo è sostenibile ed efficiente?
Secondo un recente studio le MEC emergono come una promettente soluzione energetica di lungo periodo in virtù, per esempio, dell’elevatissima efficienza nella produzione di idrogeno (~80%), del basso costo, dell'intrinseca rinnovabilità, di una supposta plasticità nell'uso di scarti liquidi come materie prime (in pratica tutti gli scarti organici), dell’eliminazione dei costosissimi processi di lavaggio e purificazione dell'idrogeno normalmente collegati alla gassificazione della biomassa, della connessa riduzione di CO2.
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