Tendencias21
Consiguen que microbios con cables funcionen como minicentrales eléctricas

Consiguen que microbios con cables funcionen como minicentrales eléctricas

Investigadores de la Universidad de Stanford (EEUU) han usado microbios con cables para extraer energía eléctrica de aguas residuales. Combinando naturaleza y materiales conductores han conseguido fabricar auténticas baterías microbianas con una eficiencia energética similar a la de las placas solares. Por Marta Lorenzo.

Consiguen que microbios con cables funcionen como minicentrales eléctricas

El uso incontrolado de los combustibles fósiles nos ha llevado a la conocida crisis energética, pero también ha aumentado el interés por encontrar fuentes alternativas de energía que no dañen el medio ambiente. Avances sorprendentes en esta dirección se están dando en el universo de lo extremadamente pequeño: de los microorganismos.

El año pasado, ya hablamos en Tendencias21 del trabajo de un equipo de científicos de la Universidad Wageningen, en los Países Bajos, que han creado una célula de combustible vegetal y microbiana (Plant-Microbial) capaz de generar electricidad a partir de la interacción natural entre las raíces de las plantas vivas y las bacterias del suelo.

Ahora, ingenieros de la Universidad de Stanford (EEUU) han dado un nuevo paso en la misma dirección, con el desarrollo de una fórmula de generación de electricidad a partir de aguas residuales usando microbios a modo de minicentrales.

Estos organismos producen la electricidad a medida que siguen un proceso natural: mientras digieren desechos animales y vegetales, informa la Universidad de Stanford en un comunicado.

Las “baterías microbianas”, como las llaman sus inventores, podrían ser usadas algún día en plantas de tratamiento de aguas residuales o en los lagos y aguas costeras. Aunque el prototipo de laboratorio es actualmente más o menos del tamaño de una pila y está sumergido en una simple botella de agua residual, los científicos creen que presenta potenciales y prometedoras aplicaciones.

Mecanismo microscópico

Pero, ¿cómo funciona? Dentro de esa muestra líquida y turbia, la bacteria permanece unida a un electrodo negativo (cátodo), como los percebes al casco de un barco, a través de unos filamentos de carbono que sirven como conductores eléctricos eficientes.

Como han reflejado las imágenes captadas con un microcopio electrónico de barrido o SEM‎ (ver foto), estos filamentos son nanocables que los propios microbios fabrican.

Cuando los microorganismos ingieren materia orgánica y la convierten en combustible biológico, liberan electricidad. Entonces, un exceso de flujo de electrones pasa a los filamentos de carbono y a un electrodo positivo (ánodo), que está conectado al cátodo y que es de óxido de plata, un fino polvo negro que atrae electrones. Este proceso ha sido bautizado por los investigadores como “pesca de electrones”, explica Craig Criddle, director del estudio.

Los electrones que fluyen al electrodo positivo reducen gradualmente el óxido de plata a plata, almacenando más electrones durante el proceso. Tras un día, el electrodo positivo ha absorbido una carga completa de electrones y en gran parte se ha convertido en plata.

En este punto, la plata es extraída de la batería y re-oxidada para convertirla de nuevo en óxido de plata, lo que provoca la liberación de los electrones almacenados.

Eficiencia similar a la de las placas solares

Los ingenieros de Stanford estiman que la batería microbiana puede extraer aproximadamente el 30% de la energía potencial contenida en aguas residuales. Esta eficiencia energética es similar a la de las mejores células solares comercialmente disponibles, que convierten la luz solar en electricidad.

Por supuesto, hay mucho menos potencial de energía en las aguas residuales que en el sol pero, a pesar de ello, los científicos afirman que la batería microbiana vale la pena, pues podría compensar parte de la electricidad que se utiliza actualmente para el tratamiento de aguas residuales.

El uso de los llamados microbios exoelectrogénicos como fuente de electricidad ya se conocía, y de hecho ha habido diversos intentos de aprovecharlos como bio-generadores.

La novedad de esta nueva pila microbiana radica en que tiene un diseño simple pero eficiente, asegura la web de la Universidad de Stanford. De cara al futuro, Criddle y su equipo creen que su mayor reto será encontrar un material barato pero eficaz para el electrodo positivo.

«Hemos demostrado la utilidad del óxido de plata, pero la plata es demasiado cara para su uso a gran escala. Encontrar un sustituto llevará su tiempo», concluyen.

Referencia bibliográfica:

Xing Xie, Meng Ye, Po-Chun Hsu, Nian Liu, Craig S. Criddle, and Yi Cui. Microbial battery for efficient energy recovery. PNAS (2013). DOI:10.1073/pnas.1307327110.

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Simulan una explosión termonuclear en un superordenador 26 marzo, 2024
    Una simulación por superordenador nos brinda nuevos conocimientos sobre el comportamiento de las estrellas de neutrones: al evocar la explosión termonuclear que tiene lugar cuando estos monstruos cósmicos devoran a otra estrella, los investigadores logran avanzar en la comprensión de los fenómenos más extremos que suceden en el cosmos.
    Pablo Javier Piacente
  • Las matemáticas tienen la clave para erradicar el machismo 26 marzo, 2024
    Las matemáticas demuestran que si una parte significativa de las mujeres de una población (superando el límite del 45%) se comporta solidariamente con otras mujeres (como si fuesen hermanas), el machismo se extingue.
    Alicia Domínguez y Eduardo Costas (*)
  • El cerebro nos invita a soñar despiertos y luego nos rescata del ensueño 26 marzo, 2024
    El cerebro dispone de un doble mecanismo que, por un lado, nos inspira la creatividad provocando que soñemos despiertos, y por otro, nos devuelve a la realidad para sacarnos de la divagación inútil.
    Redacción T21
  • Las ondas cerebrales se mueven en direcciones opuestas para crear recuerdos y luego para recuperarlos 25 marzo, 2024
    Los científicos descubrieron que las ondas cerebrales tendían a moverse desde la parte posterior del cerebro hacia el frente mientras las personas guardaban algo en su memoria. Por el contrario, cuando buscaban recordar la misma información, esas ondas se movían en la dirección opuesta, desde el frente hacia la parte posterior del cerebro.
    Pablo Javier Piacente
  • Descubren una de las estrellas más antiguas del Universo muy cerca de la Vía Láctea 25 marzo, 2024
    La estrella LMC 119 fue apreciada en la Gran Nube de Magallanes, muy cerca de la Vía Láctea, y es la primera estrella de la segunda generación de formación estelar del Universo que se ha identificado en otra galaxia. Esta estrella, una de las más antiguas en el cosmos descubiertas hasta hoy, proporciona una ventana […]
    Pablo Javier Piacente
  • ¿En qué se parece la AMOC a la construcción de la personalidad? 25 marzo, 2024
    Nuestra personalidad puede verse afectada por el deshielo del Ártico porque hay un paralelismo simbólico entre las corrientes oceánicas que regulan el clima y los comportamientos humanos: si seguimos sus patrones, favorecemos la ética en la gestión de las empresas.
    Edita Olaizola (*)
  • La inteligencia colectiva de las plantas forma los misteriosos círculos de hadas de los desiertos 25 marzo, 2024
    Los misteriosos círculos de hadas presentes en los desiertos de al menos 15 países se forman porque las plantas ejercen una forma de inteligencia colectiva para aprovechar los recursos hídricos profundos del terreno, creando las zonas muertas para la vida vegetal que han intrigado a los científicos durante décadas.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • Los africanos usaban arcos y flechas hace 74 mil años 24 marzo, 2024
    El uso se arcos y flechas se ha constatado en africanos hace 74.000 años: dejaron constancia de armas puntiagudas usadas para la caza y, después de la erupción del supervolcán Toba en Indonesia que provocó una sequía, también para pescar en un río etíope.
    N+1/T21
  • Descubren al delfín de río más grande de la historia 23 marzo, 2024
    Un equipo de científicos ha descubierto en la Amazonía peruana los fósiles del delfín de río más grande de la Tierra. Era un pariente cercano de los delfines asiáticos y no de los delfines amazónicos que hoy habitan las aguas dulces de América del Sur.
    N+1/T21
  • Detectan emisiones de radio similares a auroras sobre las manchas solares 22 marzo, 2024
    Los astrónomos han observado explosiones de radio duraderas similares a auroras sobre una mancha solar: el descubrimiento podría ayudarnos a comprender mejor al Sol, así como facilitar la identificación de estrellas distantes que producen emisiones de radio similares.
    Pablo Javier Piacente