PISA – Dagli scarti di lavorazione della carta può nascere una nuova generazione di dispositivi per l’immagazzinamento di energia. Un gruppo di ricerca guidato dall’Università di Pisa ha dimostrato che la lignina, un abbondante sottoprodotto dell’industria della cellulosa e della carta e uno dei principali componenti naturali del legno, può essere trasformata nel cuore di micro-accumulatori ultrarapidi e sostenibili.
La ricerca, i cui risultati sono stati pubblicati sulla prestigiosa rivista scientifica Journal of Materials Chemistry A, nasce da una collaborazione internazionale iniziata nel 2023 tra Cnr-Istp di Bari, Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale dell’Università di Pisa, Dipartimento di Fisica dell’Università di Salerno, CNR-SPIN e Università di Vigo in Spagna.
La lignina è la sostanza chimica che agisce come collante naturale conferendo resistenza meccanica al legno, di cui costituisce circa un quarto della biomassa. Nonostante la sua grande disponibilità, questo polimero complesso è stato finora poco valorizzato nei processi industriali, che la considerano prevalentemente un rifiuto difficile da trattare. Tuttavia, la lignina possiede una struttura chimica ricca di gruppi in grado di interagire efficacemente con le cariche elettriche.
I ricercatori hanno sfruttato queste proprietà, utilizzando la lignina come strato attivo all’interno di microcircuiti per catturare e rilasciare energia. Il risultato più significativo emerso dallo studio riguarda lo sviluppo di “microsupercondensatori”, ovvero micro-batterie capaci di ricaricarsi in tempi brevissimi e di erogare energia in modo quasi istantaneo. Questi dispositivi si rivelano ideali per alimentare l’elettronica miniaturizzata, come sensori ambientali, apparecchi biomedicali o tecnologie indossabili.
In particolare, lo studio ha confrontato tre diverse lignine, ottenute attraverso differenti metodi di estrazione, per individuare quale garantisse le migliori prestazioni elettriche. Il contributo fondamentale dell’Università di Pisa si è concentrato proprio sull’aspetto chimico: “Nel nostro laboratorio abbiamo estratto le diverse lignine e ne abbiamo studiato in dettaglio la struttura, per capire come la loro architettura molecolare influenzi il comportamento nei micro-dispositivi”, ha spiegato la professoressa Alessandra Operamolla del Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale dell’Ateneo pisano. “Mettere in relazione struttura e prestazioni è fondamentale: solo così possiamo trasformare un risultato scientifico in una tecnologia realmente applicabile”.
“La prospettiva è affascinante e molto concreta”, ha concluso la professoressa Operamolla. “Stiamo parlando di uno scarto abbondante e rinnovabile che può diventare un elemento chiave per l’elettronica del futuro. Se la lignina riesce a funzionare come cuore di micro-accumulatori energetici sostenibili, allora significa che l’innovazione può nascere anche dal legno e contribuire a rendere più verde la tecnologia di domani”.
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