venerdì 1 aprile 2016

Utilizzando rifiuti da pomodoro si produce energia elettrica


Scarti della lavorazione di pomodoro

Un team di scienziati esplora una fonte insolita di energia elettrica - pomodori danneggiati che non sono adatti per la vendita al supermercato. Il loro progetto pilota prevede una cella a combustibile biologico - base  che utilizza i rifiuti di pomodoro rimasto da raccolti in Florida.
Ricercatori hanno presentano un interessante  scoperta al 251 ° Meeting Nazionale & Exposition della American Chemical Society (ACS)."Abbiamo scoperto che i pomodori viziati e danneggiati lasciati dalla raccolta ,- spiega Namita Shrestha, che sta lavorando al progetto- possono essere una fonte particolarmente potente di energia quando vengono utilizzati in una cella elettrochimica biologico o microbica. Il processo aiuta anche a purificare i rifiuti solidi di pomodoro contaminati e le acque di scarico associate."
Shrestha è  studente laureato nel laboratorio di Venkataramana Gadhamshetty, al Dakota del Sud Scuola delle miniere e tecnologia. I due collaborano a questo progetto con Alex Fogg,  chimico alla Princeton University. Altri collaboratori del progetto sono Daniel Franco, Joseph Wilder e Simeone Komisar,  tutti alla Gulf Coast University in Florida.
I pomodori sono una coltura chiave in Florida, nota Gadhamshetty che  sottolinea come il progetto è importante per lo stato della Florida, perché genera 396.000 tonnellate di rifiuti di pomodoro ogni anno, ma manca di un buon processo di trattamento e di smaltimento.
Gadhamshetty ha iniziato a lavorare sul tema come professore Florida Gulf University. "Il progetto è iniziato alcuni anni fa, -dice Gadhamshetty - quando Alex ha visitato il mio laboratorio a Fort Myers, in Florida, e ha detto che era interessato nella ricerca di un problema locale, in particolare  dei pomodori locali coltivati ​​nel nostro stato e il grande problema del trattamento dei loro rifiuti. Abbiamo voluto trovare un modo per trattare questo tipo di rifiuti che, una volta scaricati nelle discariche, sono in grado di produrre il metano - un potente gas a effetto serra - e quando vengono scaricati nei corpi idrici, possono creare gravi problemi di trattamento delle acque."
Il team ha sviluppato una cella elettrochimica microbica in grado di sfruttare i rifiuti di pomodoro per generare corrente elettrica. Shrestha spiega che : " Le celle elettrochimiche microbiche utilizzano  i batteri per abbattere e ossidare il materiale organico nei pomodori difettosi."
Il processo di ossidazione, innescato dai batteri che interagiscono con i rifiuti pomodoro, rilascia elettroni che sono catturati nella cella a combustibile e diventano una fonte di energia elettrica. Il pigmento naturale licopene nei pomodori,  si è trovato essere un ottimo mediatore per favorire la generazione di cariche elettriche dai frutti danneggiati.
Alcuni  risultati hanno dimostrato di essere contro intuitivi . "Tipiche applicazioni biotecnologiche, -osserva Gadhamshetty - richiedono, o per lo meno un rendimento migliore, quando si usano prodotti chimici puri, rispetto ai rifiuti. Tuttavia, si è trovato che la prestazione elettrica utilizzando pomodori difettosi era uguale o migliore, rispetto all’utilizzo di substrati puri. Tali rifiuti possono essere una ricca fonte di mediatori indigene redox e carbonio, così come elettroni."
Al momento, la potenza in uscita dal dispositivo è piuttosto piccola: 10 milligrammi di rifiuti da pomodoro possono provocare la produzione di appena 0,3 watt di elettricità. Ma viene altresì sottolineato che con una scala di valori più finemente strutturata e più ricerca, la produzione di energia elettrica potrebbe essere aumentata di diversi ordini di grandezza.
Secondo i calcoli di Shrestha, non vi è teoricamente abbastanza quantità di rifiuti da pomodoro, generati in Florida, ogni anno, che possa soddisfare la domanda di energia elettrica di Disney World per 90 giorni, utilizzando una cella a combustibile biologico ottimizzato.
"Il nostro obiettivo di ricerca in questo momento,- osserva ancora Gadhamshetty - è quella di studiare i meccanismi di trasferimento elettronico fondamentali e l'interazione tra i rifiuti solidi di pomodoro e microbi". Nei futuri  programmi si cerca di migliorare la cellula per determinare quale delle sue parti - elettrodo, batteri che producono energia elettrica, film biologico, cablaggio - resistono al flusso di elettricità. Puntando una volta individuata quale di queste componenti indispensabili viene coinvolta si possa modificare o sostituire quella parte.


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