Ecco la batteria che si autodistrugge dopo l'uso

Studiata in un università americana, è perfetta per dispositivi medici o "V2G". Non lascia traccia nel corpo umano e non è dannosa

Foto di: InsideEVs

Di: Francesco Barontini

10 giu 2025 alle 07:00

L'industria delle batterie si sta scervellando per creare prodotti dalla vita infinita o, per lo meno, lunghissima. In questo panorama, però, ci sono gli scienziati della Binghamton University, istituto con sede nello Stato di New York, al lavoro su una batteria usa e getta. Anzi, su una batteria che addirittura si distrugge dopo l'uso.

Sembra un paradosso, ma la ricerca ha un significato. Nello studio di nuove soluzioni nel campo dell'elettronica biodegradabile, infatti, avere una fonte di alimentazione in grado di autodistruggersi può risolvere molti problemi.

L'applicazione in a ambito medico

Quando si parla di dispositivi elettronici che devono distruggersi una volta portato a termine il loro compito, gli scienziati sono tutti d'accordo nel dire che la batteria rappresenta il nodo più difficile da sciogliere.

Ora un team di ricercatori newyorkese guidato dal professor Seokheun Choi ha trovato il modo di rendere anche la batteria "transitoria" o bioriassorbibile, cioè in grado di biodegradarsi senza danneggiare l'ambiente.

"L'elettronica transitoria può essere utilizzata per applicazioni biomediche e ambientali - ha detto Choi -, ma deve disintegrarsi in modo sicuro dal punto di vista biologico e ambientale. Non si vogliono certo lasciare residui tossici all'interno del corpo di un paziente".

Da decenni si studia l'elettronica bioriassorbibile e da decenni la parte più complicata riguarda i sistemi di alimentazione dei dispositivi che, per ora, continuano a essere realizzati come normali batterie agli ioni di litio, con tutti i materiali tossici che a esse sono legati.

Elettrodo poroso necessario per la proliferazione di batteri

Foto di: InsideEVs

Il segreto sta nei batteri che producono elettricità

Ora le cose potrebbero cambiare. Maedeh Mohammadifar, dottoressa laureata presso il laboratorio di bioelettronica e microsistemi del professor Choi ha sviluppato la prima cella a combustibile microbica solubile.

"Abbiamo utilizzato batteri noti per la loro capacità di produrre elettricità che rientrano nel livello di sicurezza biologica 1 e quindi sono sicuri. Ma non avevamo certezze su cosa sarebbe successo se questi batteri fossero stati rilasciati in natura".

L'attuale studentessa di dottorato Maryam Rezaie ha guidato la ricerca più recente utilizzando una miscela di 15 probiotici.

"È ampiamente documentato che i probiotici sono sicuri e biocompatibili, ma non eravamo sicuri che avessero la capacità di produrre elettricità - ha detto Choi -. C'era dubbi, quindi abbiamo fatto molti esperimenti al riguardo. I primi risultati si sono rivelati poco promettenti - ha aggiunto -, ma non ci siamo arresi.

Abbiamo progettato una superficie di elettrodo che potrebbe essere preferibile ai batteri, utilizzando polimeri e alcune nanoparticelle per migliorare ipoteticamente il comportamento elettrocatalitico dei probiotici e potenziarli".

L'elettrodo modificato è di tipo poroso e ruvido, il che offre condizioni eccellenti per l'adesione e la crescita dei batteri, migliorando la capacità elettrogenica dei microrganismi. Rivestire la carta solubile con un polimero sensibile a basso pH – il che significa che funziona solo in un ambiente acido come un'area inquinata o l'apparato digerente umano – ha aumentato la tensione in uscita e la durata di funzionamento della batteria.

Sebbene abbiano prodotto solo una piccola quantità di energia, Choi considera gli esperimenti come una prova concettuale su cui lui e i suoi futuri studenti potranno basarsi.

"Altre ricerche devono essere condotte - ha detto -. Abbiamo utilizzato miscele probiotiche, ma voglio studiare singolarmente quali contengono i geni elettrici in più e come le interazioni sinergiche possano migliorare la produzione di energia. Inoltre, in questa ricerca abbiamo sviluppato una singola unità di una biobatteria. Voglio collegarle in serie o in parallelo per migliorarne la potenza".