Verso un nuovo prototipo di PMFC: test e sperimentazioni

Le Microbial Fuel Cell (MFC), o celle a combustibile microbico, e le Plant Microbial Fuel Cell (PMFC), o celle a combustibile microbico alimentate da piante, sono dispositivi che utilizzano microrganismi elettro-attivi presenti nel suolo per degradare la materia organica ed inorganica, grazie al metabolismo microbico e alle reazioni di ossidoriduzione per produrre energia elettrica. Per questo motivo, rappresentano una fonte energetica pulita in quanto utilizzano le piante o combustibili economici, rinnovabili e rispettosi dell'ambiente come fonte di produzione dell'energia elettrica. Nella presente tesi è stato proposto un nuovo prototipo di PMFC ed è stato confrontato con allestimenti precedenti. Il nuovo prototipo di PMFC consiste nel separare la pianta dalla MFC. Si dispongono 5/6 MFC in un contenitore sopra il quale viene posto un altro contenitore più piccolo in cui sono disposte terra e piante. Dal momento che quest’ultimo è forato nella parte inferiore, le MFC vengono alimentate direttamente dagli essudati radicali delle piante rilasciati nel terreno che, dilavati dall’acqua di scolo, raggiungono il contenitore delle MFC. Inizialmente, il nuovo allestimento è stato confrontato con le PMFC classiche e, successivamente, le nuove PMFC, costruite con diversa stratificazione, sono state confrontate tra di loro per selezionare l'allestimento più efficiente. I risultati sostengono che le nuove PMFC hanno prestazioni elettriche (in termini di mV e mA) più alte rispetto alle PMFC classiche. In seguito, si è fatto un confronto tra PMFC, MFC alimentate con una soluzione di urea e MFC alimentate ad acqua. Analizzando i dati è emerso che sia le PMFC che le MFC alimentate con la soluzione di urea erano molto performanti rispetto alle MFC alimentate ad acqua. Successivamente è stato condotto un esperimento per dimostrare che le MFC alimentate con la soluzione di urea erano più performanti rispetto alle MFC alimentate ad acqua. Per concludere si è allestito poi un esperimento per valutare la componente biologica presente all'interno delle MFC. Sono state costruite quattro tipologie di celle: la prima era di controllo (con terreno non sterilizzato) e le altre tre sono state preparate con terreno sterilizzato in tre diversi modi (autoclave, candeggina, microonde). I risultati sembrano confermare che le celle di controllo hanno performance elettriche migliori rispetto alle celle sterilizzate, dimostrando quindi la presenza di attività biologica nelle MFC.