Come trasformare i rifiuti di carambola in energia elettrica?

Le bucce e i residui della carambola, un frutto tropicale poco usato, finiscono spesso in discarica, creando inquinamento e costi. Un gruppo di ricercatori ha provato a trasformarli in energia usando celle a combustibile microbiche (MFC). Hanno riempito tre contenitori da un litro con anodi di carbonio e catodi di zinco, inserendo i residui di carambola come alimento per i batteri. Per 35 giorni hanno registrato tensione, pH, conduttività e potenziale di ossido‑riduzione. Dopo circa tre settimane le celle hanno raggiunto il picco: 1,35 V di tensione, 3,5 mA di corrente e una densità di potenza di 0,52 mW cm⁻². Analisi chimiche (FTIR) hanno mostrato la degradazione di carboidrati e proteine, mentre al microscopio (SEM) è comparso un fitto biofilm sull’anodo. Lo studio del DNA dei batteri ha rivelato che il 59 % era costituito da Acetobacter, con Bacteroides e lattobacilli che aiutano la fermentazione e la produzione di elettroni. Collegando le tre MFC in serie si è ottenuta una tensione di 2,71 V, sufficiente per accendere un LED. Il risultato dimostra che i rifiuti di frutta possono diventare una fonte di energia pulita, aprendo la strada a tecnologie sostenibili e a piccole applicazioni domestiche.

Le MFC sfruttano la capacità di alcuni microrganismi di trasferire elettroni a un elettrodo durante la degradazione di materia organica, un processo noto come respirazione anossica. Nel caso della carambola, i composti fenolici e gli zuccheri presenti favoriscono la crescita di Acetobacter, un genere capace di ossidare l’acido acetico producendo elettroni. La presenza di Bacteroides e lattobacilli crea un consorzio fermentativo: i primi degradano polisaccaridi complessi in acidi grassi a catena corta, mentre i lattobacilli convertono gli zuccheri in lattato, entrambi fornendo substrati per gli elettrogeni. L’anodo di carbonio, grazie alla sua alta superficie specifica, favorisce l’adsorbimento di biomassa e la formazione di un biofilm conduttivo. L’analisi FTIR ha mostrato la diminuzione dei picchi a 3300 cm⁻¹ (OH) e 1650 cm⁻¹ (C=O), indicativi di idrolisi proteica e carboidrata. La SEM ha evidenziato una rugosità aumentata, che riduce la resistenza interna (16,5 Ω) migliorando la trasferimento di carica. La potenza massima di 0,517 mW cm⁻² è competitiva rispetto a MFC alimentate con scarti di agricoltura più complessi, suggerendo che frutti esotici possono essere fonti efficienti di bioenergia. Inoltre, la possibilità di collegare più unità in serie o in parallelo permette di scalare la tensione o la corrente a seconda dell’applicazione, aprendo scenari per dispositivi IoT a bassa potenza o sensori ambientali autonomi.