La Crónica de Hoy | Crean celdas de combustible “asistidas” con bacterias que producen electricidad

Crean celdas de combustible “asistidas” con bacterias que producen electricidad
Isaac Torres Cruz | Academia | Hora de creación: 04:19:45 | Ultima modificación: 03:32:53
Laboratorio. Héctor Poggi y su equipo del Departamento de Biotecnología y Bioingeniería del Cinvestav desarrollan diversos tipos de celdas. Foto: Isaac Torres Cruz

Científicos del Centro de Investigación y Estudios Avanzados (Cinvestav) Unidad Zacatenco desarrollan celdas de combustible capaces de generar energía eléctrica “asistidas” con bacterias. Éstas pueden utilizarse a manera de pilas en diversos aparatos electrónicos pequeños, pero de manera más inmediata se emplearían en un consorcio de celdas para baterías de automóviles. El trabajo desarrollado por el grupo de los investigadores Héctor Poggi y Omar Solorza, genera energía eléctrica en estas celdas microbianas mediante un proceso químico de degradación, realizado por bacterias cuando consumen desechos con alto contenido de carbón de las aguas residuales. Los investigadores utilizan consorcios de bacterias para oxidar con mayor facilidad la matera orgánica, combustible biológico, del agua residual y transferir electrones al ánodo para la reacción. Para Omar Solorza aunque la presencia de energías alternativas es cada vez más constante, es importante considerar otras opciones, en este caso la energía a partir de bacterias tiene la ventaja de obtener un valor agregado de los desechos de las aguas industriales, además de degradarlos. De acuerdo con el doctor Poggi, esto funciona manera de engaño con las bacterias: así como las células transfieren biológicamente electrones de la glucosa al oxígeno, estas bacterias son empleadas dentro de las celdas para que transfieran electrones al oxígeno, en un electrodo. A partir de ahí se colectan los electrones para cerrar el circuito de una reacción catódica dando un flujo de energía. Este tipo de bacterias, las más conocidas del género Geobacter, son capaces de transferir electrones a superficies sólidas conductivas. El científico señala que algunas son completamente desconocidas, pero que dejarán de serlo en algunos años, porque el avance de la microbiología para el uso tecnológico se avecina “sorprendente”. “Cuando creemos conocer todo en microbiología, nos damos cuenta de que apenas conocemos una ínfima parte. Se necesita hacer más investigación y a veces suerte para revelar organismos nuevos que funcionan similar o mejor a los que se emplean”. El objetivo es hacer ensambles con estas celdas para generar el voltaje necesario que necesita la operación de pequeños instrumentos computacionales y electrónicos. Sin embargo, para el investigador del Departamento de Biotecnología y Bioingeniería del Cinvestav, una de las aplicaciones más tangibles en el corto plazo se encuentra en la industria automotriz. “Para una aplicación dada hay que conjuntar voltaje e intensidad, las celdas de manera individual producen una muy baja”. Por ello, refiere podrían emplearse en la industria de manera casi natural, puesto que se requiere del conjunto de varias celdas. Este principio para las celdas electroquímicas podría aplicarse para las microbiológicas. “Las celdas electroquímicas, que dan energía directa, comerciales tienen un estándar es plomo sulfúrico por la industria automotriz, que emplea cantidades astronómicas de ella”. TIPOS DE CELDAS. Ahora bien, el desarrollo utiliza los principios del consorcio microbiano, obtenido de aguas residuales, pero lo innovador en las celdas también está en la forma. En este sentido, Héctor Poggi y su grupo de investigación desarrollan diversas formas posibles para hacer más eficientes las celdas. Entre estas se encuentran las celdas multicara y de paralelepípedo, que cuentan con un electrodo en cada una de sus caras. Estos mantienen emparedados el ánodo y cátodo. Así, la distancia que corren los electrones entre estos es mínima y se genera más potencia, la cual también aumenta por la cantidad de electrodos en la celda. Esta investigación sigue en curso gracias al apoyo del Instituto de Ciencia y Tecnología del D.F. Pero los investigadores también buscan desarrollar sus propios catalizadores, que emplea el cátodo para acelerar la oxidación. Originalmente el catalizador está hecho con platino, con el que se evitan resistencias adicionales en los voltajes y transcurran “irreversibilidades que bajen la eficiencia de la celda”. Los científicos buscan el material, biológicos o inorgánico, que sustituya al platino con un buen desempeño. Para el investigador estas celdas tendrían aplicaciones en aparatos pequeños, pero con costos muy bajos “porque no hay que estar invirtiendo energía, al contrario: la está creando”. Pero también es un recurso que podría emplearse en plantas de tratamiento de agua para obtener la materia prima. Además, la utilización de este tipo de tecnología, que puede miniaturizarse, en aparatos electrónicos pequeños y sencillos evitaría el desecho de otro tipo de pilas, como las fabricadas con cadmio y otros metales perjudiciales al medio ambiente, que no se reciclan. “Así, con microorganismos que remueven la materia orgánica de agua contaminada podemos realizar consorcios para dispositivos que producen energía eléctrica”, dice Poggi. “Un beneficio redondo”.

El próximo lunes lea la siguiente entrevista de la serie Faro Iberoamericano. Este es un trabajo conjunto entre La Crónica de hoy y Universia.

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