Una nuova tecnologia sviluppata negli Stati Uniti potrebbe aprire scenari inediti nel settore dell’energia marina e dell’autonomia dei sistemi subacquei. Un gruppo di ricercatori della Michigan Technological University ha infatti messo a punto un innovativo sistema capace di convertire batteri e materia organica presenti nell’acqua di mare in energia elettrica utilizzabile, creando di fatto una fonte energetica autonoma destinata ad applicazioni marine avanzate, incluse in prospettiva piattaforme navali e sottomarini.
Secondo quanto riportato da Interesting Engineering, un sito web specializzato in notizie scientifiche e tecnologiche e nelle ultime scoperte, il progetto rappresenta uno dei risultati più promettenti nel campo delle cosiddette “celle a combustibile microbiche”, dispositivi in grado di generare elettricità sfruttando il metabolismo naturale dei microrganismi presenti negli ambienti acquatici.
La ricerca rientra nel programma “Underwater Bioenergy” (BLUE) promosso dalla Defense Advanced Research Projects Agency, l’agenzia del Dipartimento della Difesa americano dedicata allo sviluppo di tecnologie avanzate. L’obiettivo del programma è creare sistemi energetici sottomarini autoalimentati che possano alimentare sensori oceanici, reti di monitoraggio e dispositivi militari per lunghi periodi senza necessità di manutenzione o ricarica.
Il principio di funzionamento della tecnologia si basa sull’attività biologica dei batteri marini. Durante il loro metabolismo, i microrganismi rilasciano elettroni che vengono intercettati all’interno della cella a combustibile e convogliati tra anodo e catodo, generando una corrente elettrica continua. In pratica, il sistema utilizza biomassa marina microscopica e materia organica disciolta come “carburante naturale”, trasformando l’ecosistema marino in una fonte energetica costante.
Gli scienziati sottolineano che, se ulteriormente sviluppata, questa tecnologia potrebbe in futuro essere impiegata non solo per sensori ambientali o reti acustiche sottomarine, ma anche per alimentare sistemi navali autonomi e componenti energetiche di sottomarini di nuova generazione. La possibilità di produrre energia direttamente sott’acqua, senza dipendere da batterie tradizionali o da rifornimenti esterni, rappresenterebbe infatti un significativo vantaggio operativo in termini di autonomia e riduzione dei costi logistici.
Uno degli aspetti più innovativi del progetto riguarda la capacità del sistema di funzionare in ambiente oceanico reale, storicamente considerato poco favorevole alle celle a combustibile microbiche. L’acqua marina contiene infatti quantità relativamente basse di materia organica e livelli elevati di ossigeno, elementi che tendono a limitare l’efficienza della produzione energetica biologica.
Per superare queste difficoltà, il team di ricerca ha introdotto all’interno delle celle un materiale a base di carbone attivo granulare, capace di concentrare la materia organica e favorire la formazione di biofilm microbici stabili. Questa soluzione ha consentito ai batteri di continuare a produrre energia anche in condizioni marine particolarmente complesse.
I ricercatori hanno inoltre riprogettato l’intero sistema utilizzando moduli impilabili autonomi, dotati di pompe e pannelli di controllo indipendenti, con l’obiettivo di semplificare installazione, manutenzione e scalabilità industriale.
I primi test operativi hanno dato risultati considerati incoraggianti. Dopo una sperimentazione iniziale di 30 giorni nella baia di Chesapeake, ulteriori prove sono state condotte nella baia di Galveston, al largo delle coste del Texas. Secondo il gruppo di ricerca, tre dei quattro prototipi installati sott’acqua hanno prodotto energia con successo durante le operazioni di test.
“La presenza crescente di sensori negli ambienti marini richiede nuove soluzioni energetiche a lunga durata”, ha spiegato Amy Marcarelli, sottolineando come il monitoraggio ambientale, lo studio delle migrazioni marine e le applicazioni per la difesa navale necessitino di sistemi autonomi sempre più affidabili.
Sebbene la tecnologia sia ancora in fase sperimentale, gli esperti ritengono che le celle a combustibile microbiche possano rappresentare nei prossimi anni una nuova frontiera dell’energia marina sostenibile, con possibili applicazioni civili e militari. La prospettiva di ottenere “carburante biologico” direttamente dagli ecosistemi oceanici potrebbe infatti ridefinire il futuro dell’alimentazione energetica subacquea.
