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

  • La IA podría estar atrofiando poco a poco nuestros cerebros, según un nuevo estudio 16 febrero, 2024
    De la misma forma que el GPS de los smartphones ha dañado nuestro sentido de la cognición espacial y la memoria, según sugieren algunos estudios, la Inteligencia Artificial (IA) también podría afectar progresivamente nuestra capacidad para tomar decisiones de forma independiente, de acuerdo a una nueva investigación. La hipótesis plantea que los chatbots de IA […]
    Pablo Javier Piacente
  • El Metaverso surgió de la imaginación y se hizo real gracias al progreso tecnológico 16 febrero, 2024
    El Metaverso inició su recorrido en la ciencia ficción y se hizo real inspirado en novelas como “Snow Crash" de Neal Stephenson y apoyado en tecnologías que han posibilitado universos paralelos para la experiencia humana. La novela "Ready Player One" de Ernest Cline y su adaptación cinematográfica dirigida por Steven Spielberg, han desempeñado un papel […]
    Carlos Peña González (*)
  • Revelan el origen de la falla geológica de Seattle, una de las más peligrosas del mundo 15 febrero, 2024
    Los datos magnéticos sugieren que la falla de Seattle, en Estados Unidos, se formó hace 55 millones de años, cuando la mitad sur de una cadena de islas volcánicas en subducción se amontonó sobre el continente y se separó de otra parte de la estructura, "desgarrando" el borde de América del Norte.
    Pablo Javier Piacente
  • Gigantescos "huevos espaciales" podrían ayudarnos a descubrir civilizaciones extraterrestres 15 febrero, 2024
    Un elipsoide SETI es un enfoque geométrico que identifica una región del espacio con forma de huevo, dentro de la cual cualquier civilización inteligente habría logrado observar un evento astronómico significativo, como por ejemplo una supernova, basándose en el tiempo que tarda la luz en viajar a través del espacio. Ahora, un nuevo análisis muestra […]
    Pablo Javier Piacente
  • ¿Qué pasaría si viajáramos a la velocidad de la luz? 15 febrero, 2024
    La física dice que es imposible, pero soñamos con la posibilidad de viajar a la velocidad de la luz. En ese supuesto, el tiempo se dilataría y se alteraría nuestro campo de visión, pero la fuerza de la aceleración nos destruiría. Sin ayuda alguna, no podemos ir a más de 45 kilómetros por hora.
    Redacción T21
  • Nuevo hito en la tecnología cuántica 15 febrero, 2024
    Investigadores alemanes han logrado un avance en la tecnología cuántica al visualizar las posiciones tridimensionales de átomos individuales en un cristal de diamante. Este logro allana el camino para la visualización de moléculas individuales con una precisión atómica, lo que podría revolucionar la investigación y el diseño de materiales y fármacos. Con un poco de […]
    ST/T21
  • Una extraña y antigua megaestructura acecha bajo el mar Báltico 14 febrero, 2024
    En la bahía alemana de Mecklenburg, a 21 metros de profundidad, los científicos han encontrado una antigua megaestructura que data de la Edad de Piedra, concretamente de hace más de 10.000 años. La estructura, que abarca una longitud de casi un kilómetro y está compuesta por piedras de distintos tamaños, desafía toda explicación natural: los […]
    Pablo Javier Piacente
  • Detectan por primera vez materia oscura en un cúmulo galáctico 14 febrero, 2024
    La materia oscura identificada, detectada indirectamente en un cúmulo conformado por miles de galaxias, podría ayudar a los científicos a comprobar la existencia de una estructura a gran escala que se extiende por todo el Universo: de esta forma, un "andamiaje" de materia oscura atravesaría todo el cosmos y sería el sostén de innumerables galaxias, […]
    Pablo Javier Piacente
  • El primer implante cerebral de Neuralink en un humano está rodeado de misterio 14 febrero, 2024
    Existen dudas sobre si el primer implante cerebral a un humano, anunciado por Elon Musk el 29 de enero, se ha producido realmente, ya que todo está rodeado de falta de transparencia, ausencia de certificación científica, escasos detalles sobre su tecnología, sus métodos y sus resultados.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • Los robots que atienden a pacientes llegan a los hospitales 9 febrero, 2024
    Robots diseñados para brindar comodidad a los pacientes de edad avanzada y aliviar su ansiedad, han sido probados con éxito en un hospital de París: saludan, responden a preguntas, comprenden conversaciones grupales y apoyan las tareas de enfermería.
    Redacción T21