Sphingomonas solaris, la nuova specie batterica isolata sui pannelli solari di Boston

La scoperta della nuova specie sui pannelli solari

Una nuova specie batterica è stata scoperta ed isolata dalla superficie dei pannelli solari installati nell’Arboretum Arnold dell’Università di Harvard (Fig. 1), a Cambridge, nel Massachusetts, nell’area metropolitana della città di Boston.

Kristie Tanner, autrice della scoperta della nuova specie batterica, durante la fase di campionamento del batterio sulla superficie dei pannelli solari.
Figura 1 Fotografia della studentessa Kristie Tanner durante un prelievo del batterio Sphingomonas solaris sulla superficie dei pannelli solari situati nel parco dell’Università di Harvard.

L’autrice di questa scoperta, caratterizzata da importanti risvolti scientifici e tecnologici, è stata la studentessa dell’Università di Valencia, Kristie Tanner, durante il suo soggiorno di ricerca di tre mesi presso l’Università di Harvard.

Questo nuovo batterio, denominato Sphingomonas solaris, sembra essersi adattato a vivere nel particolare ambiente della superficie dei pannelli solari caratterizzata da un elevato irraggiamento solare, alte temperature e, soprattutto, dalle variazioni, anche significative, della temperatura.

Le caratteristiche di Sphingomonas solaris

Sphingomonas solaris è un batterio Gram-negativo a forma di bastoncello caratterizzato da una colorazione giallo/arancione (Fig. 2). Quest’ultima è dovuta alla produzione di carotenoidi che fungono da molecole antenna per l’assorbimento della luce solare e per il suo utilizzo come fonte di energia.

S. solaris piastrato su terreno solido mostrante la tipica colorazione giallo/arancio delle specie ricche di carotenoidi.
Figura 2 Coltura su terreno solido in piastra Petri del batterio S. solaris.

Il batterio sembra essersi evoluto per sopravvivere ad un ambiente non particolarmente idoneo alla vita in quanto è caratterizzato da pochi nutrienti e da una scarsa presenza di acqua, in aggiunta all’elevata temperatura raggiunta nei momenti di massimo irraggiamento dei pannelli solari.

La descrizione dettagliata di questa nuova specie è stata pubblicata sulla rivista scientifica “International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology”.

Ecosistemi artificiali e forme di vita estremofile

La scoperta di questa nuova specie batterica rappresenta l’ennesima dimostrazione dell’intimo connubio tra microbiologia ed antropizzazione. Come noto, gli esseri umani possono modificare significativamente gli ambienti, soprattutto con l’urbanizzazione. Ciò, talvolta, determina la creazione di ecosistemi “artificiali” che possono ospitare forme di vita comuni e/o estremofile.

D’altronde in una natura in cui esistono, da un lato, batteri che vivono sotto i ghiacci dell’antartico e dall’altro, microrganismi in grado di sopravvivere nei deserti aridi e caldissimi, non dovrebbe sorprenderci la scoperta di batteri in grado di crescere sulla superficie dei pannelli solari.

Le potenzialità della scoperta: la cella solare biogenica

Una cella solare o cella fotovoltaica (Fig. 3) è un dispositivo elettronico in grado di convertire l’energia incidente della luce direttamente in elettricità tramite l’effetto fotovoltaico. Le celle solari sono gli elementi costitutivi dei moduli fotovoltaici, anche noti come pannelli solari, che ad oggi rappresentano una delle tecnologie più studiate per la produzione di energia pulita.

Descrizione della struttura e del funzionamento di una tradizionale cella fotovoltaica
Figura 3 Rappresentazione schematica della struttura e del funzionamento di una cella solare.

Tuttavia, alcuni dei limiti principali di tale tecnologia sono rappresentati dall’elevata necessità di spazio, dalla limitata percentuale di conversione dell’energia solare in energia elettrica e dalla dipendenza dell’esposizione dei pannelli solari alla luce solare (dipendenza dalle condizioni meteorologiche).

Per far fronte a queste problematiche un’idea innovativa, già studiata da alcuni ricercatori del dipartimento di Ingegneria Chimica e Biologica dell’Università British Columbia (UBC), guidati dal Prof. Vikramaditya Yadav, consiste nella realizzazione di una cella solare biogenica, ossia un’unità fotovoltaica basata su materiale biologico.

L’innovazione tecnologica si basa sull’utilizzo di cellule batteriche in grado di alimentare direttamente il fotovoltaico. In questo modo si potrebbero ottenere celle con un’impressionante densità di corrente e in grado di funzionare anche in presenza di una bassa intensità di luce.

Sphingomonas solaris potrebbe rivelarsi quel batterio perfetto per l’aumento dell’efficienza e della sostenibilità economica di uno dei sistemi più promettenti di produzione dell’energia pulita del futuro!

Nicola Di Fidio

Sitografia:

Bibliografia:

  • Tanner, K., Mancuso, C. P., Peretó, J., Khalil, A. S., Vilanova, C., & Pascual, J. (2020). Sphingomonas solaris sp. nov., isolated from a solar panel in Boston, Massachusetts. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 70(3), 1814-1821.
  • Sarvesh Kumar Srivastava, Przemyslaw Piwek, Sonal R. Ayakar, Arman Bonakdarpour, David P. Wilkinson, Vikramaditya G. Yadav. A Biogenic Photovoltaic Material. Small. Volume 14, Issue 26, 2018. https://doi.org/10.1002/smll.201800729

Crediti immagini:

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