Negli ultimi anni, la ricerca nel campo delle batterie si è concentrata sullo sviluppo di alternative più sostenibili e rispettose dell’ambiente rispetto alle tradizionali batterie agli ioni di litio. In questo contesto, un team di ricercatori dell’Università di Cordoba, in collaborazione con altre istituzioni, ha compiuto un passo significativo verso la realizzazione di batterie biocompatibili, utilizzando l’emoglobina come catalizzatore nelle batterie a zinco-aria. Questa innovazione rappresenta una svolta importante per il settore, offrendo una soluzione potenzialmente adatta all’uso in dispositivi impiantabili nel corpo umano e caratterizzata da una maggiore sostenibilità.
Il funzionamento della batteria a emoglobina
L’emoglobina, una proteina presente nei globuli rossi, è nota per la sua capacità di trasportare ossigeno dai polmoni ai tessuti del corpo e viceversa per l’anidride carbonica. La sua elevata affinità per l’ossigeno la rende fondamentale per la vita, ma ora anche per il funzionamento delle batterie a zinco-aria. In queste batterie, l’emoglobina agisce come catalizzatore nella Reazione di Riduzione dell’Ossigeno (ORR), facilitando la trasformazione dell’energia chimica in energia elettrica. Grazie a questo processo, il prototipo di batteria sviluppato dai ricercatori dell’Università di Cordoba è in grado di funzionare per un periodo compreso tra 20 e 30 giorni, utilizzando solamente 0.165 milligrammi di emoglobina.
I vantaggi della batteria a emoglobina
Oltre alle sue prestazioni, la batteria a emoglobina offre diversi vantaggi. Primo tra tutti, le batterie a zinco-aria sono più sostenibili e resistenti a condizioni atmosferiche avverse, a differenza di altre batterie che sono influenzate dall’umidità e richiedono un’atmosfera inerte per la loro produzione. Inoltre, l’uso dell’emoglobina come catalizzatore biocompatibile apre nuove prospettive per l’impiego di queste batterie in dispositivi integrati nel corpo umano, come i pacemaker, operando a un pH simile a quello del sangue (pH 7.4).
Sfide e prospettive future
Nonostante i risultati promettenti, la batteria a emoglobina presenta alcune limitazioni che necessitano di ulteriori miglioramenti. La principale è che si tratta di una batteria primaria, non ricaricabile, che si scarica una sola volta. Per questo motivo, i ricercatori stanno già lavorando per trovare un’altra proteina biologica in grado di trasformare l’acqua in ossigeno e consentire così la ricarica della batteria. Inoltre, la batteria funziona solo in presenza di ossigeno, il che ne limita l’uso in ambienti privi di questo elemento, come lo spazio.
Un passo avanti verso l’energia rinnovabile
Lo studio pubblicato sulla rivista Energy & Fuels apre la strada a nuove alternative funzionali per le batterie in un contesto in cui si prevede un aumento dell’uso di dispositivi mobili e un impegno crescente verso le energie rinnovabili. È quindi necessario disporre di dispositivi in grado di immagazzinare l’energia elettrica in eccesso sotto forma di energia chimica. Le batterie agli ioni di litio, pur essendo le più comuni oggi, presentano problemi legati alla scarsità di litio e al suo impatto ambientale come rifiuto pericoloso.
Un futuro più verde per le batterie
La ricerca condotta dall’Università di Cordoba rappresenta un importante passo avanti nella ricerca di soluzioni più ecologiche e sostenibili nel campo delle batterie. L’innovativo uso dell’emoglobina come catalizzatore potrebbe rivoluzionare il modo in cui pensiamo e utilizziamo le batterie, riducendo l’impatto ambientale e migliorando la qualità della vita delle persone che necessitano di dispositivi medici impiantabili. Con ulteriori sviluppi e miglioramenti, la batteria a emoglobina potrebbe diventare una soluzione concreta per un futuro più sostenibile e rispettoso dell’ambiente.
