Pile “a virus”

Un microorganismo potrebbe alimentare batterie per cellulari, lettori MP3 e persino automobili. Per la prima volta la scienza parla concretamente di "tecnologia pulita" e lo fa con un progetto dei ricercatori del Mit, che sono riusciti a progettare geneticamente dei virus per ottenere il polo negativo e quello positivo di una batteria agli ioni di litio.

"Il nuovo virus produci-batterie - spiega Angela Belcher, (la vedete in foto) docente di Scienza dei materiali e ingegneria biologica che ha condotto la ricerca - ha la stessa capacità energetica e la stessa potenza delle batterie ricaricabili che usiamo oggi per caricare la macchina, ma potranno essere utilizzate anche per caricare i normali dispositivi elettronici". Le nuove batterie potranno essere realizzate in modo economico e rispettoso dell'ambiente, senza solventi pericolosi né materiali tossici.

In una batteria tradizionale, gli ioni di litio scorrono tra l'anodo negativo, in genere di grafite, e il catodo positivo, generalmente di ossido di litio e cobalto. Nell'aprile del 2006 un gruppo di scienziati del MIT guidato dalla Belcher annunciò di aver trovato un modo per utilizzare i virus per formare cavi nanoscopici adatti a costruire batterie agli ioni di litio ultra sottili, e dotati di tre volte la normale densità di energia. Da allora è stata fatta molta strada.

Nell'ultimo lavoro, il team si è concentrato sulla costruzione di un catodo ad altissima potenza, da equilibrare con l'anodo. I catodi sono infatti più difficili da costruire poiché devono essere degli ottimi conduttori, mentre la maggior parte dei materiali candidati a riprodurli sono altamente isolanti. Per ottenerli, i ricercatori Gerbrand Ceder e Michael Strano hanno progettato dei virus che prima si ricoprono di fosfato di ferro, poi afferrano i nanotubi di carbonio così da creare una rete di materiale ad altissima conduttività.

Poiché i virus riconoscono e si legano in particolare a certi materiali (in questo caso ai nanotubi di carbonio), ogni cavo nanoscopico al fosfato di ferro può essere elettrizzato per mettere in relazione la loro rete. Gli elettroni possono viaggiare lungo la rete di nanotubi di carbonio, infiltrandosi attraverso gli elettrodi fino al fosfato di ferro e trasferendo energia in pochissimo tempo.

Il virus batteriofago M13 è stato modificato geneticamente. In sostanza, trasformato in un piccolo elettrodo. Si tratta di un comune battericida, che attacca questi organismi ma è innocuo per l'uomo. Il team ha riscontrato che l'incorporazione di nanotubi al carbonio aumenta la conduttività del catodo senza aggiungere troppo peso alla batteria. Stando ai test, le batterie con il nuovo materiale catodico potranno essere ricaricate e scaricate fino a 100 volte senza perdere capacità. "Ci aspettiamo risultati anche migliori in futuro", ha aggiunto la Belcher.

Il prototipo è confezionato come una batteria classica, ma molto più leggera, adattabile e sicura. La scorsa settimana, la presidentessa del Mit, Susan Hockfield, ha presentato la scoperta alla Casa Bianca, parlando a lungo con il presidente Obama della necessità di raccogliere fondi federali a favore delle tecnologie ad energia pulita.

Ora che i ricercatori hanno dimostrato di essere in grado di elettrizzare le batterie attraverso dei virus, hanno intenzione di continuare utilizzando materiali come il fosfato di magnesio e il fosfato di nickel. Quando anche questi progetti saranno pronti, concludono i ricercatori, i dispositivi potranno raggiungere il mercato.