Los microorganismos, una nueva fuente de energía renovable
Fuente: The Conversation / Rena Eliana Warjoto
22 de Agosto de 2023
La electricidad no sólo la genera el vapor y la energía hidráulica, eólica y solar, sino también los seres vivos.
Los científicos llevan más de un siglo estudiando la capacidad de los microorganismos los seres vivos más pequeños de la Tierra para producir energía que no sea para sus actividades naturales. Esta transformación es lo que los expertos denominan un sistema bioelectroquímico.
Este artículo muestra cómo los microorganismos como las bacterias pueden producir electricidad y convertirse potencialmente en una fuente de energía renovable.
Electricidad a partir de microorganismos
Uno de los sistemas bioelectroquímicos más reconocidos son las celdas de combustible microbianas (CCM).
Este sistema suele tener una cámara anódica (electrodo negativo) y una cámara catódica (electrodo positivo). La CCM funciona de forma similar a las pilas.
Los microorganismos se descomponen materias orgánicas o inorgánicas (o sustratos) en la cámara del ánodo para producir electrones. Estos electrones fluyen del ánodo al cátodo a través de un circuito externo hecho de materiales conductores, como cables de cobre, para generar electricidad.
Ejemplos de su aplicación en el mundo
Las investigaciones actuales sobre celdas de combustible microbianas se están centrando en cómo producir energía renovable y gestionar los residuos a gran escala ya escala comercial en varios países.
Los ejemplos van desde el tratamiento de los residuos de una fábrica de cerveza en Harbin, China, hasta el tratamiento del agua de un lago en Icapuí, Brasil.
En ambos casos, los sistemas de CCM consiguen generar electricidad sin necesidad de fuentes de alimentación adicionales. Esto, por supuesto, reduce las facturas.
Hasta ahora, las empresas conocidas por aplicar esta tecnología a escala comercial son EcoVolt de Cambrian Innovation y VIVA MFC de MICROrganic Technologies en EE. UU.; Prongineer en Canadá y Plant-e en los Países Bajos, que integra CCM con plantas en celdas de combustible microbianas basadas en plantas para obtener energía eléctrica renovable.
Además, la NASA ha adoptado la tecnología CCM desde 2006.
Enn 2011, la agencia espacial estadounidense colaboró con Cambrian Innovation para desarrollar la CCM que convierte el dióxido de carbono dela aire del interior de la nave espacial en oxígeno, agua y metano.
A pesar de estas mejoras, todavía necesitamos más investigación para mejorar la eficiencia y productividad de la CCM, especialmente a escala comercial.
El tipo adecuado de microorganismo
Uno de los factores que más influyen en el rendimiento de un sistema de celdas de combustible microbianas es el tipo de microorganismos utilizados.
Los microorganismos que pueden transferir electrones de sus células al electrodoméstico se denominan exoelectrogénicos.
Los dos géneros de bacterias exoelectrogénicas más investigados para celdas de combustible microbianas son Geobacter y Shewanella.
Por ejemplo, la especie Geobacter sulfurreducens KN400 es capaz de producir 3,9 vatios de electricidad por metro cuadrado de superficie anódica.
Por su parte, la especie Shewanella putrefaciens puede producir hasta 4,4 vatios de electricidad por metro cuadrado de superficie anódica.
La estación espacial de la NASA obtuvo la bacteria Shewanella oneidensis en un estudio de CCM en febrero de 2019.
Sin embargo, de todas las investigaciones sobre sistemas bioelectroquímicos realizadas en Indonesia, ninguna está lista para aplicar a gran escala en la vida real.
A la vista de los resultados de las investigaciones y aplicaciones realizadas por otros países, los microorganismos son una fuente alternativa de energía eléctrica renovable que tiene un gran potencial de desarrollo.
Por supuesto, el desarrollo de esta tecnología requiere el apoyo y la sinergia de varias partes, desde académicos, investigadores e industria hasta el gobierno.
Si estos sistemas se aplican con éxito, podrían resolverse el problema del suministro eléctrico, especialmente en las zonas más remotas de países como Indonesia, y reducir la explotación de combustibles fósiles para obtener energía eléctrica.
Este artículo fue publicado originalmente en indonesio.
Rena Eliana Warjoto
Profesor de la Facultad de Biotecnología, Universitas Katolik Indonesia Atma Jaya
Declaración de divulgación
Renna Eliana Warjoto recibió fondos para investigar sobre bioelectroquímica de la Universidad Católica Atma Jaya de Indonesia.
Vea el artículo en: https://theconversation.com/los-microorganismos-una-nueva-fuente-de-energia-renovable-211752