SCIENZA E RICERCA

Aria ed energia pulita con i batteri

Provate a immaginare di poter eliminare anidride carbonica dall’ambiente, producendo nel contempo una fonte di energia pulita come l’idrogeno e acido lattico, una sostanza di notevole valore economico. Non si tratta di una improbabile ipotesi, ma di una scoperta fatta di recente da un gruppo di ricerca coordinato da Angelo Fontana dell’istituto di chimica biomolecolare del Consiglio nazionale delle ricerche e pubblicata sulla rivista scientifica International Journal of Hydrogen Energy.   

Si tratta di un nuovo metodo per la produzione biotecnologica di biogas chiamato Capnophilic Lactic Fermentation (Clf). Il sistema si avvale di un batterio che vive e prolifera in condizioni ambientali estreme, la Thermotoga neapolitana e cresce a 80 gradi nelle solfatare marine a largo del litorale Flegreo. Caratteristica di questo batterio è di poter produrre idrogeno attraverso la fermentazione di materiale organico, proveniente in particolare dall’industria alimentare e ricco dunque di carboidrati o dalla trasformazione di prodotti agricoli. Pur non essendo una novità, in quanto esistono altri gruppi di organismi in grado di produrre idrogeno, collocando il batterio all’interno di un ambiente ricco di anidride carbonica viene attivato un processo metabolico biochimico completamente nuovo. Il batterio produce idrogeno, come già si sapeva, ma allo stesso tempo utilizza l’anidride carbonica, la unisce a un altro componente del metabolismo, l’acido acetico, e produce acido lattico. Il tutto all’interno di un fermentatore, un recipiente chiuso senza ossigeno.

“Al contrario dei classici meccanismi di fissazione autotrofa, come ad esempio la fotosintesi, il processo non comporta sintesi di composti del metabolismo cellulare. Anzi, l’utilizzo di anidride carbonica stimola la velocità di fermentazione determinando un miglioramento della produzione di idrogeno da cui potrebbe essere direttamente ottenuta energia elettrica”. 

Le potenzialità della scoperta sono evidenti in diversi settori: “L’obiettivo del lavoro attualmente in corso è scientifico – spiega Fontana – ma i risultati aprono ora la possibilità dell'applicazione industriale della Capnophilic Lactic Fermentation, considerando che per la sola produzione di acido lattico esiste un mercato mondiale stimato in circa 1.200 milioni di dollari nel 2010”. E in effetti si tratta di una sostanza che trova applicazione in numerose attività industriali. Nel settore tessile ad esempio viene utilizzato come mordente nella stampa dei tessuti di lana o nei bagni di colorazione; nell’industria alimentare come regolatore di acidità e antibatterico; nell’industria cosmetica come acidificante; per la sintesi delle plastiche biodegradabili. E questo solo per citare alcuni dei molti impieghi.  

D’altra parte la produzione biologica di idrogeno attraverso fermentazione batterica di substrati organici, inclusi molti materiali di scarto, tocca temi scientifici molto dibattuti che interessano da un lato lo smaltimento dei rifiuti, dall’altro l’eliminazione di anidride carbonica e la produzione di energia pulita da fonti rinnovabili. Proprio sull’idrogeno, sulle celle a combustibile in particolare, si concentra da tempo l’attenzione di molti gruppi di ricerca per ottenere energia elettrica e calore senza impatti sull’ambiente. Altrettanto importante la possibilità di assorbire anidride carbonica, se letta a fronte dei cambiamenti climatici e dell’aumento di gas serra nel nostro pianeta. Una situazione che, secondo un recente rapporto dell’Intergovernmental panel on climate change (Ipcc), Climate change 2014. Mitigation of climate change, necessita una riduzione delle emissioni entro il 2050 dal 40 al 70% rispetto al 2010. 

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