La batteria ai funghi vive e lotta insieme a noi: la alimenti con acqua e zucchero, produce elettricità per giorni, e quando ha finito il suo lavoro diventa semplice compost. L’hanno sviluppata i ricercatori dell’EMPA, in Svizzera, combinando due specie di funghi con un inchiostro a base di cellulosa stampato in 3D. Lo studio che ha portato al prototipo funzionante è stato pubblicato su ACS Sustainable Chemistry & Engineering, e potrebbe già alimentare piccoli sensori in zone remote. Il brutto è che produce pochissima energia. Il bello è che non gliene serve molta.
Come funziona la batteria ai funghi
Tecnicamente non è nemmeno una batteria: è una cella a combustibile microbica. Si, lo so: è come chiamare “macchina” un cavallo con le ruote, ma il concetto regge. Sull’anodo c’è il Saccharomyces cerevisiae, il lievito che usiamo per fare pane e birra: il suo metabolismo rilascia elettroni quando digerisce zuccheri. Sul catodo si trova il Trametes pubescens, un fungo che produce un enzima capace di catturare quegli elettroni e condurli fuori dalla cella. I due funghi lavorano in coppia: uno libera, l’altro raccoglie e spedisce.
Le celle a combustibile microbiche esistono da tempo, ma fino a oggi avevano sempre usato batteri. La batteria ai funghi dell’EMPA è la prima a combinare due specie fungine diverse in un dispositivo funzionante. Carolina Reyes, microbiologa e prima autrice dello studio, ha spiegato che i funghi rappresentano un territorio ancora poco esplorato in questo campo.
Scheda dello Studio
- Ente di ricerca: EMPA (Laboratori Federali Svizzeri per la Scienza e la Tecnologia dei Materiali)
- Ricercatori principali: Reyes, Fivaz, Sajó, Schneider, Siqueira, Ribera, Poulin, Schwarze, Nyström
- Anno pubblicazione: 2024
- Rivista: ACS Sustainable Chemistry & Engineering
- DOI: 10.1021/acssuschemeng.4c05494
- TRL (Technology Readiness Level): 3 – Proof of concept in laboratorio
- Link fonte: Pagina ufficiale EMPA
L’inchiostro che tiene tutto insieme
La vera sfida non era trovare i funghi giusti: era farli sopravvivere dentro un inchiostro stampabile. Gustav Nyström, responsabile del laboratorio, ha dovuto sviluppare un materiale che facesse crescere bene i funghi, fosse facile da estrudere senza uccidere le cellule e conducesse elettricità. Tutto contemporaneamente. La soluzione è un idrogel a base di cellulosa, nero fumo, scaglie di grafite, glicerolo e nutrienti. Un cocktail che i funghi possono usare anche come cibo, il che significa che alla fine del ciclo di vita della batteria ai funghi cominciano a digerire la struttura stessa che li ospita.
Per la protezione meccanica, il team ha avvolto il tutto in cera d’api. Il risultato è un dispositivo completamente biodegradabile che in un ambiente di compostaggio simulato si disintegra in circa tre settimane. Insomma: la batteria ai funghi fa il suo lavoro, e poi sparisce.
Quanta energia produce (e a cosa serve)
Ecco, qui arriva la parte onesta. Una singola batteria ai funghi produce una densità di potenza massima di 12,5 μW/cm² e una densità di corrente di 49,2 μA/cm². Può generare tra 300 e 600 millivolt per diversi giorni, erogando da 3 a 20 microampere. Collegandone quattro insieme si riesce ad alimentare un piccolo sensore di temperatura per circa 65 ore. Lo smartphone resta un miraggio lontano (e probabilmente lo resterà).
La batteria ai funghi può essere conservata a secco e attivata sul posto aggiungendo acqua e nutrienti. Questo la rende interessante per il monitoraggio ambientale in zone remote, per l’agricoltura di precisione, per sensori usa e getta in aree dove recuperare l’elettronica è costoso o impossibile. Ogni anno il mondo genera milioni di tonnellate di rifiuti elettronici: i sensori minuscoli e i micro-dispositivi che finiscono nel terreno senza che nessuno li raccolga contribuiscono al problema.
Approfondisci
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I ricercatori dell’EMPA ora vogliono aumentare potenza e durata della batteria ai funghi, e cercano altre specie fungine che potrebbero produrre elettricità. Il regno dei funghi, dicono, resta sottostudiato e sottoutilizzato nella scienza dei materiali. E hanno ragione: abbiamo passato decenni a cercare metalli rari per le batterie, e forse la risposta era in cantina, tra le muffe. Non sarà la soluzione a tutto, non alimenterà le auto elettriche, non sostituirà il litio. Ma l’idea che un dispositivo possa nascere dalla terra, lavorare e tornarci senza lasciare traccia ha qualcosa di elegante.
E in un mondo che affoga nei rifiuti elettronici, forse merita un plauso anche la semplice sobrietà del “poco”, e del “per poco”.
