Come ottenere energia pulita dai residui dell’agroindustria

Circa l’80% dell’energia primaria prodotta e consumata ogni anno sul pianeta Terra è ottenuto a partire dalla combustione di combustibili fossili (carbone, petrolio, gas naturale). Le principali conseguenze di questa scelta energetica sono la progressiva riduzione delle riserve di fonti energetiche non rinnovabili e l’emissione nell’atmosfera di grandi quantità di gas inquinanti, tra i quali l’anidride carbonica, che è uno dei gas causa dell’effetto serra.

L’idrogeno può essere considerato come il vettore energetico del futuro, in quanto costituisce un combustibile pulito, rinnovabile e ad alta efficienza energetica. Tuttavia, la sua produzione deve essere non solo ottenuta da fonti rinnovabili ma deve anche essere economicamente sostenibile. Per questo motivo, l’interesse dei biotecnologi si è recentemente indirizzato verso la produzione di idrogeno per via microbica. Infatti, molti gruppi di microrganismi sono in grado di produrre idrogeno partendo da fonti rinnovabili quali, ad esempio, luce, acqua, scarti agricoli, residui vegetali etc. Tra questi gruppi microbici, i batteri fotosintetici anossigenici appaiono particolarmente promettenti a causa delle loro alte rese teoriche di conversione substrato-idrogeno, della loro capacità di utilizzare substrati costituiti da residui vegetali e scarti agroindustriali e della loro capacità di sfruttare un ampio spettro di luce solare per la produzione di idrogeno. Interessanti risultati sono stati recentemente ottenuti presso il DISPAA nella produzione di idrogeno da residui vegetali e da effluenti di digestori anaerobici in esperimenti condotti sia in laboratorio che in condizioni di illuminazione naturale. I risultati ottenuti hanno messo in evidenza la fattibilità del processo di produzione di idrogeno a partire da residui vegetali di mercati ortofrutticoli e di attività di ristorazione collettiva, ma hanno anche evidenziato la necessità di ulteriori progressi nella messa a punto del processo biotecnologico studiato.

Foto di copertina: Fotobioreattore operante con batteri fotosintetici anossigenici collegato ad una cella a combustibile che utilizza l’idrogeno prodotto per via microbica per la produzione di elettricità (attività condotta in collaborazione con ICCOM-CNR, Sesto fiorentino, Dr Francesco Vizza e Dr Maurizio Peruzzini)

Figura 2: Schema del processo di produzione di idrogeno a partire da residui vegetali. Fase 1, fermentazione spontanea dei residui vegetali condotta dalla microflora autoctona con produzione di acidi organici a basso peso molecolare (acido acetico, lattico etc); Fase 2, produzione di idrogeno con batteri fotosintetici anossigenici che utilizzano come substrato gli acidi organici prodotti nella Fase 1 e come fonte di energia la luce solare.