Usar microbios para generar electricidad no es un descubrimiento raro. En los pozos de minas, lagos e incluso el intestino humano, los científicos han encontrado muchas cepas de bacterias capaces de generar electricidad. Recientemente, un equipo de científicos en los Estados Unidos también descubrió un grupo de bacterias similares en el Parque Nacional Yellowstone de EE. UU. Estas bacterias, que residen en las aguas termales alcalinas del parque con temperaturas que oscilan entre 43 y 93 ° C, tienen características únicas que las hacen muy valiosas en el desarrollo de celdas de combustible microbianas.
Las celdas de combustible microbianas, que utilizan las actividades metabólicas de los microbios para producir electricidad, continúan atrayendo la atención de los científicos porque prometen resolver simultáneamente las contaminaciones ambientales y proporcionar una nueva fuente de electricidad renovable. Si se comprende mejor el mecanismo de trabajo de esta tecnología, entonces es posible aprovechar el suministro infinito de bacterias para producir electricidad para varias aplicaciones. Algunas de las bacterias amantes del calor que fueron recolectadas recientemente por un equipo de científicos de la Universidad Estatal de Washington (WSU) en la cuenca de géiseres de Heart Lake en el Parque Nacional Yellowstone pueden consumir contaminantes tóxicos y convertirlos en sustancias menos dañinas a medida que generan electricidad.
El equipo de WSU dijo que tenían que recolectar y estudiar estas bacterias en el sitio porque reproducir el mismo ecosistema de aguas termales en un entorno de laboratorio sería demasiado difícil.
Normalmente, los científicos que estudian bacterias generadoras de electricidad insertan electrodos directamente en recipientes que contienen el medio de cultivo y las bacterias que se están investigando. Las bacterias podrían “respirar” electricidad a través de los electrodos. Los miembros del equipo de WSU capturaron sus bacterias utilizando un método similar. Colocaron varios electrodos en el agua de varias fuentes termales. Cada conjunto de electrodos se conectó a un potenciostato especialmente diseñado para soportar las condiciones del entorno de aguas termales. Los electrodos se sacaron después de sumergirlos en el agua durante 32 días y se examinaron para detectar la presencia de bacterias generadoras de electricidad.
El equipo de WSU descubrió que las bacterias amantes del calor pueden pasar corrientes eléctricas a través de la superficie de carbono sólido de los electrodos. Haluk Beyenal, un profesor de la Escuela de Ingeniería Química y Bio-ingeniería en WSU y uno de los supervisores del equipo, dijo que estas bacterias envían electrones a las superficies de metales y minerales a través del proceso de respiración. También señaló que las corrientes eléctricas que crean son adecuadas para aplicaciones de baja potencia.
El descubrimiento en Yellowstone también fue la primera vez que se encontraron bacterias generadoras de electricidad en el ambiente extremo de una fuente termal alcalina. Para el equipo de WSU, la búsqueda de este tipo de microbios no es simplemente impulsada por el interés académico. Debido a que estos organismos pueden descomponer sustancias tóxicas y producir electricidad al mismo tiempo, pueden jugar un papel clave en el control de las contaminaciones y en abrir un nuevo camino en el desarrollo de las energías renovables.
El alcance de las aplicaciones para bacterias y microbios en la generación de energía es bastante amplio (y no necesariamente relacionado con la tecnología de celda de combustible microbiana). Por ejemplo, los investigadores de la Universidad de British Columbia en Canadá han convertido la notoria bacteria E. coli en un material valioso para las celdas solares orgánicas. Su solución consiste en alterar los genes de la bacteria E. coli para que produzcan más licopeno, un material fotoactivo. Las bacterias modificadas genéticamente luego se recubren con nanopartículas de dióxido de titanio para convertirse en un tipo de semiconductor que se puede aplicar a una superficie de vidrio y generar electricidad bajo la luz solar. Otro ejemplo interesante proviene de la Universidad de Binghamton en los Estados Unidos. Los investigadores desarrollaron con éxito una batería de un solo uso que está hecha de papel y se basa en la relación simbiótica entre dos tipos de bacterias para crear corrientes eléctricas. Cuando la batería llega al final de su vida útil, las bacterias en ella ayudarán a descomponer su construcción en papel y así resolver el problema de su eliminación.
Si bien todavía es demasiado pronto para predecir si las personas podrán aprovechar de forma efectiva los diferentes tipos de bacterias para generar electricidad para diversos fines, muchas organizaciones de investigación académicas y privadas están explorando agresivamente todas las posibilidades dentro de este campo. Por lo tanto, la comercialización de celdas de combustible microbianas en el futuro dependerá de los avances logrados en la I + D general.
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