Una frazione rilevante degli scarti prodotti dagli allevamenti di polli non è quasi mai stata presa in considerazione per impieghi diversi dalla combustione: le piume. Eppure se ne producono ogni anno 40 milioni di tonnellate, che potrebbero essere riutilizzate. Le piume infatti sono costituite per il 90% da cheratina, una proteina molto diffusa (presente anche in peli, capelli e unghie degli esseri umani) dalle molteplici potenzialità. I ricercatori del Politecnico di Zurigo ETH insieme con i colleghi dell’Università tecnologica Nanyang di Singapore, hanno esplorato una di queste potenzialità, molto originale, qualcosa di veramente lontano rispetto alla catena alimentare: la produzione di energia verde basata sull’idrogeno.
Energia pulita dalle piume di pollo?
Per ottenere la reazione chimica necessaria a generare energia dall’idrogeno, è necessaria una cella di reazione in cui si trova una membrana semipermeabile, che permette il passaggio dei protoni (a carica positiva) ma non degli elettroni (a carica negativa). In questo modo si genera una corrente elettrica. Finora le membrane utilizzate sono sempre state ottenute con sostanze chimiche e con un massiccio impiego di Pfas. Proprio per questo i ricercatori hanno pensato a un tipo di membrana totalmente diversa, basata sulla cheratina estratta dalle piume di scarto degli allevamenti.
Come illustrato su ACS Applied Materials & Interfaces, innanzitutto i ricercatori hanno trattato le piume con una soluzione alcalina. Poi hanno scaldato la soluzione, ottenendo nanostrutture simili a corde, strettamente avvolte le une alle altre, e costituite da fibrille amiloidi. Quindi hanno aggiunto alla miscela una soluzione acida, che rende il materiale capace di condurre protoni, per poi realizzare una membrana, che hanno sottoposto ai test. In celle da laboratorio, la membrana di cheratina è stata capace di tenere accesa una lampadina a LED e un piccolo ventilatore, e di far muovere una macchinina giocattolo. I ricercatori quindi hanno dimostrato che il sistema, in linea di principio, può funzionare.
Un sistema economico, veloce e più sostenibile
Straordinaria, poi, la resa: da 100 grammi di piume si ottiene un metro quadrato di membrana, a un costo pari a circa un terzo di quelle utilizzate normalmente. Inoltre, recuperando le piume, si evita anche di immettere in atmosfera una quantità rilevante di gas tossici. Le piume contengono infatti molta cisteina, amminoacido dalla cui combustione si liberano gas come CO2 e ossidi di zolfo. Infine, il procedimento che dalle piume porta alle membrane è particolarmente veloce e non richiede reazioni molto complesse.
Restano da capire alcuni aspetti cruciali, soprattutto per impieghi industriali in celle di grandi dimensioni. Per esempio, i ricercatori non hanno ancora definito con precisione la durata di queste membrane, né la loro stabilità nel tempo. Se tutti i test daranno esito positivo, il processo, già brevettato, in un futuro non lontano potrebbe quindi permettere di riciclare un prodotto di scarto con grandi benefici e di favorire la produzione di energia a emissioni zero a costi contenuti.
© Riproduzione riservata Foto: Depositphotos, Politecnico di Zurigo ETH
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Giornalista scientifica
Per i poveri polli, piove sul bagnato.