Energías

Cómo cargar el celular con una bacteria

ENERGÍAS BACTERIAS ELECTROGÉNICAS

(CYTA/DICYT).- Investigadores del CONICET de Argentina realizan estudios de ciencia básica para generar energía a partir del tratamiento de efluentes domésticos o de la industria.

¿Podrán las baterías de los celulares y otros dispositivos electrónicos cargarse con bioenergía? Tal vez sí, si se utilizan bacterias “electrogénicas” capaces de producir electricidad a partir de la biodegradación de efluentes domésticos e industriales.

En eso están pensando investigadores del Laboratorio de Bioelectroquímica del Área Electroquímica y Corrosión del Instituto en Ciencia y Tecnología de Materiales (INTEMA), en la ciudad de Mar del Plata.

“Las bacterias, que pertenecen a los géneros Geobacter y Shewanella, producen electrones al respirar que pueden ser recogidos con electrodos”, señaló a la Agencia CyTA la bióloga Luciana Robuschi, becaria en ese centro de investigación que depende del CONICET.

Robuschi imagina que estas bacterias podrían cargar nuestros celulares o cámaras digitales en el futuro cercano, con el añadido de que se pueden alimentar con la materia orgánica contaminante de aguas residuales domésticas o industriales.

Un prototipo experimental demostró la viabilidad del proyecto. Los científicos construyeron un dispositivo electroquímico con un electrodo transparente que les permitió observar al biofilm o comunidad de bacterias mientras producían corriente.

Sin embargo, la potencia todavía es baja. “Mediante el empleo de un microscopio Raman, que nos permite ver si las bacterias tienen electrones o no, observamos que las células que están más lejos del electrodo no pueden respirar bien; o dicho de otra forma, no pueden contribuir a la producción de corriente”, dijo Robuschi. El objetivo de los investigadores ahora es mejorar la conducción electrónica e incrementar la corriente en no menos de 300 por ciento, para lograr que la tecnología sea sustentable.

Los resultados de este trabajo fueron descritos en la edición internacional de la revista Angewandte Chemie, una publicación de la Sociedad de Química de Alemania y una de las más influyentes en esa disciplina.

Del proyecto también participan los doctores en química Juan Pablo Tomba y Mariela Desimone, el licenciado en biología Germán Schrott, el ingeniero químico Sebastián Bonanni y el doctor en biología Juan Pablo Busalmen, quien dirige la investigación.

Texto original aquí

BACTERIAS PRODUCTORAS DE ELECTRICIDAD

ENERGÍAS BACTERIAS LABORATORIO

El uso incontrolado de los combustibles fósiles ha disparado una crisis energética global, incrementado el interés por obtener fuentes de energía renovables con el mínimo impacto en el medio ambiente.

Hasta ahora el compromiso energético de la microbiología ambiental se había dirigido a optimizar la producción de hidrógeno, aprovechar el metano generado en los tratamientos de aguas residuales, o generar biocombustibles como el etanol o el biodiesel.

Sin embargo, el reciente descubrimiento de bacterias capaces de convertir energía química en eléctrica sugiere la aparición de una nueva forma de energía verde, cuya explotación supondrá un importante reto biotecnológico en los próximos años.

La conversión de energía química en eléctrica es posible en ciertos dispositivos electroquímicos denominados células o pilas de combustible (“Fuel Cells”), donde la electricidad se obtiene a partir de una fuente externa de combustible químico que suele ser hidrógeno o etanol. Una variante reciente es la célula de combustible microbiana (Microbial Fuel Cell, MFC).

 

La conversión de energía química en eléctrica es posible en ciertos dispositivos electroquímicos denominados células o pilas de combustible (“Fuel Cells”), donde la electricidad se obtiene a partir de una fuente externa de combustible químico que suele ser hidrógeno o etanol. Una variante reciente es la célula de combustible microbiana (Microbial Fuel Cell, MFC).

En las MFC se emplean bacterias para oxidar el combustible, materia orgánica, y transferir los electrones a un electrodo (ánodo), que está conectado a un cátodo a través de un material conductor que contiene una resistencia.

La cámara que alberga estos electrodos, la anódica (que suele ser anaeróbica, ya que el proceso de transferencia de electrones lo suelen hacer bacterias que respiran sustancias diferentes al oxígeno) y la catódica, están comunicadas por una membrana de intercambio catiónico que permite el paso de protones. De esta forma, los protones generados en la oxidación de la materia orgánica se combinan con el oxígeno y con los electrones que llegan al cátodo para formar agua.

Los análisis de las comunidades microbianas asociadas a los ánodos de las MFC muestran una gran diversidad de géneros bacterianos dependiendo de la naturaleza del inóculo, del combustible y del tipo de MFC utilizada. Uno del grupo de microorganismos que se ha mostrado como muy eficaz en la transferencia de electrones a una MFC es el de la delta-proteobacterias, y en concreto el género Geobacter.

La gran revolución en el campo de las MFC se ha producido en el último lustro, con el descubrimiento de microorganismos electrogénicos que son capaces de transferir los electrones al ánodo en ausencia de mediadores redox artificiales. Podemos distinguir dos tipos de bacterias electrogénicas, aquellas que producen sus propios mediadores redox, que son secretados al medio y reaccionan con el electrodo, y aquellas que interaccionan de forma directa con el electrodo sin mediador soluble alguno.

Así por ejemplo se han descrito que Shewanella secreta riboflavinas que actúan como mediadores redox entre la bacteria y el electrodo. En el segundo grupo, el de la transferencia directa por contacto bacteria-electrodo se encuentran las bacterias del género Geobacter. Otros microorganismos como Rhodoferax ferrireducens, Aeromonas hydrophila, Clostridium butyricum y Enterococcus gallinarum también tienen la capacidad de ceder electrones, pero por mecanismos aún no conocidos.

Texto original aquí

Tags: , , , , , , ,

Comments

Comments are closed.

Twitter widget by Rimon Habib - BuddyPress Expert Developer