I batteri che mangiano inquinamento e respirano elettricità

Giuseppe Forte

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Nello spettacolare ecosistema del Parco Nazionale di Yellowstone, negli Stati Uniti, una particolare cattura effettuata nelle acque del Heart Lake Geyser Basin potrebbe costituire un aiuto per risolvere i problemi di inquinamento e le questioni energetiche molto attuali ai giorni nostri.

In questa zona del parco si trovano dei bacini di acqua calda, la cui temperatura oscilla dai 110 ai 200 gradi Fahrenheit (dai 43°C ai 93°C), che ospitano dei batteri in grado di mangiare l’inquinamento e respirare l’elettricità.

Il merito di questa cattura è di Abdelrhman Mohamed della Washington State University (WSU) e del suo team che hanno potuto effettuare gli studi su questi microrganismi direttamente dalla loro fonte. “Questa è stata la prima volta che tali batteri sono stati raccolti in un ambiente estremo come una sorgente calda alcalina”, ha dichiarato Mohamed.

Lo scorso agosto, l’intero team si è avventurato in una faticosa camminata di sette miglia attraverso gli iconici geyser e le sorgenti calde del parco per cercare forme di vita al loro interno, fino ad arrivare nella zona del Heart Lake Geyser Basin. Scovare questi batteri non è tuttavia stato un compito semplice: Mohamed e i suoi colleghi hanno dovuto lasciare qualche elettrodo sul bordo dell’acqua rovente, per cercare di attirare i batteri al di fuori dei propri nascondigli.

Dopo 32 giorni, il team della WSU è tornato alle sorgenti calde per raccogliere gli elettrodi immersi. Lavorando sotto la supervisione di Haluk Beyenal, professore del Gene and Linda Voiland School of Chemical Engineering and Bioengineering, Mohamed ha iniziato ad analizzare gli elettrodi, una volta riscontrata l’avvenuta cattura. Tali batteri, capaci di “respirare” l’elettricità attraverso la superficie solida di carbonio degli elettrodi, possono anche “mangiare” l’inquinamento convertendo gli inquinanti tossici in sostanze meno dannose e generando elettricità nel processo. “Poiché questi batteri passano i loro elettroni in metalli o altre superfici solide, possono produrre un flusso di elettricità che può essere utilizzato per applicazioni a bassa potenza”, ha spiegato Beyenal.

Ogni organismo ha bisogno di una fonte di elettroni e di un posto dove scaricare gli elettroni per poter vivere. Mentre gli esseri umani prendono i propri dagli zuccheri nel cibo e li immettono nell’ossigeno che respirano attraverso i polmoni, questi microrganismi scaricano i propri elettroni su metalli o minerali esterni, usando fili sporgenti simili a peli. Per raccogliere i batteri in un ambiente così estremo per 32 giorni, Mohamed ha anche inventato un potenziostato portatile in versione economica ma altamente resistente al calore; si tratta di un dispositivo elettronico concepito per controllare una cella a tre elettrodi per lunghi periodi di tempo. “Le condizioni naturali presenti nelle caratteristiche geotermiche come le sorgenti calde sono difficili da replicare in ambienti di laboratorio”, ha affermato Beyenal. “Così, abbiamo sviluppato una nuova strategia per arricchire questi batteri amanti del calore nel loro ambiente naturale.”

Il lavoro è stato finanziato con sovvenzioni dalla National Science Foundation e dal W.M. Keck Foundation. Il team della WSU, in collaborazione con i colleghi della Montana State University, ha pubblicato le dettagliate ricerche sulle molteplici comunità batteriche nel Journal of Power Sources.