Nuove frontiere della scienza: come produrre elettricità dalla pipì
La soluzione alla crisi energetica potrebbe essere anche nella pipì: un nuovo studio sulla scomposizione dell'urea
Quello di produrre elettricità dalla pipì sembra essere un sogno di lunga data, per una parte della comunità scientifica. Agli inizi del nuovo millennio si tentò di scomporre l’urina sfruttando l’attività di alcuni batteri, mentre nel 2013 un team di ricerca del Bristol Robotics Laboratory provò di poter ricaricare un cellulare usando soltanto l’energia prodotta dalla pipì.
È appena uscito su Nature un nuovo rivoluzionario studio che parrebbe confermare l’intuizione originaria: forse è davvero possibile produrre energia elettrica dalla pipì.
Un catalizzatore per la pipì
La pipì è un prodotto di scarto del nostro corpo, e di quello della gran parte degli animali. L’urina dei mammiferi contiene l’urea, un composto ricco di energia potenziale che può essere usato per produrre un flusso di elettroni, e quindi corrente elettrica.
La corrente viene prodotta nel momento in cui l’urea viene scomposta in nitrogeno e anidride carbonica, passaggio reso estremamente complesso dal decadimento della molecola: vengono infatti prodotti sei elettroni molto difficili da controllare, operazione che tendenzialmente assorbe più energia di quella prodotta.
Un nuovo studio, che vede insieme le Università di Anhui a Hefei in Cina e l’Università di Adelaide, getta una nuova luce sulle prospettive, accarezzate da tempo, di produrre corrente elettrica dalla scomposizione delle molecole di urea.
Per farlo, è stato realizzato un apposito catalizzatore a base di nickel e ferro, che insieme sembrano riuscire a “recintare” i sei atomi ribelli frutto del decadimento molecolare.
Tecnicamente, spiegano gli scienziati, il nickel facilita la trasformazione dell’urea in anidride carbonica ed ammoniaca; una volta scomposta, gli atomi di ferro raccolgono ognuno due molecole di ammoniaca, andando a formare del gas nitrogeno e usando gli elettroni dell’ammoniaca per generare una corrente elettrica.
Energia pulita e rispetto per l’ambiente
Come spiegano i ricercatori vicini al team di Chen “l’urea è abbondante in tutte le acque reflue del mondo, e potrebbe essere usata per alimentare le celle a combustibile come energia alternativa”, sostiene Yao Zheng.
Si sa da molto che l’urina può essere usata per produrre idrogeno tramite l’azione degli elettrolizzatori, ma gli sforzi per la produzione di energia dalla pipì hanno sempre dato risultati ben poco soddisfacenti in termini di efficienza.
Spesso, dicevamo, l’energia richiesta per controllare il processo di decadimento delle molecole di urea supera di molto quella prodotta. Come afferma Shizhang Qiao, direttore del Centro per i Materiali di Adelaide, “abbiamo cercato di migliorare i catalizzatori esistenti, che tendono ad avere performance scarse”.
Un miglioramento di quanto già discusso e studiato negli ultimi anni, dunque. Il nuovo catalizzatore, a base di ferrocianuro di nickel, sembra riuscire nell’impresa: il processo di catalizzazione dell’urea è molto più veloce ed efficiente di tutti gli altri sistemi sperimentati.
“Abbiamo dimostrato per la prima volta” afferma Zheng “che esiste un processo di catalizzazione molto più efficiente, in grado di ridurre l’energia di input e di produrre più idrogeno di qualunque altro catalizzatore esistente”.
Oltre alla capacità di produrre energia pulita, secondo i ricercatori cinesi ed australiani che hanno pubblicato lo studio, il nuovo catalizzatore è anche capace di ripulire le acque reflue dalle immense quantità di urea che contengono.
