La capacidad de ciertas bacterias, que convierten los residuos y otros productos orgánicos en electricidad, está promoviendo el trabajo de varios equipos científicos para convertirlo en una nueva fuente de energía limpia. Las denominadas «células de combustible microbianas» utilizan bacterias para extraer electrones de un combustible orgánico, como carbohidratos, proteínas o residuos en bruto, y conducirlos por un circuito eléctrico.
Además de contribuir a averiguar aspectos desconocidos de la vida microbiana, algunas de estas investigaciones están ya siendo utilizadas en la práctica, como dotar de energía a instrumentos científicos para mediciones de temperatura o presión en lugares remotos, donde las baterías convencionales o los paneles solares no sirven.
No obstante, se trata todavía de experimentos que tardarán años en madurar, según los especialistas que trabajan en este campo. En este sentido, la utilización de estas «baterías vivas» para dar energía a productos electrónicos de consumo o como generadores eléctricos en áreas rurales remotas se encuentra todavía muy lejos de convertirse en realidad.
El desafío más importante de estas bio-baterías es incrementar la capacidad energética y reducir los costes materiales del procesoA pesar de ello, algunas aplicaciones podrían estar más cerca que otras. Investigadores del Instituto de Biodiseño de la Universidad de Arizona, en Estados Unidos, afirman que las plantas depuradoras podrían aprovechar doblemente a estos microbios para limpiar las aguas y autoabastecerse con la energía resultante en el proceso. Según expertos de la Universidad de Massachusetts, se trata de una de las aplicaciones en las que más se está trabajando, y que podría ser realidad en unos 5 años. La necesidad energética de estas plantas es muy elevada – en Estados Unidos, consumen el 1,5% de la electricidad total – por lo que algunos países en vías de desarrollo ni siquiera se las pueden permitir.
Por su parte, científicos de la Universidad norteamericana de Massachussets han descubierto que las bacterias de la familia «Geobacter» utilizan «nanocables» diez veces más largos que su propio cuerpo en el proceso de oxidación de las moléculas orgánicas con el que obtiene nutrientes. La bacteria usa estos microscópicos tentáculos, compuestos de una proteína llamada «pilin», para conectarse con los cristales de óxido de hierro y transferir los electrones sobrantes. De esta manera, estos «nanocables» podrían utilizarse como conexiones más efectivas para el paso de la corriente eléctrica. En cualquier caso, el desafío más importante de estas bio-baterías es incrementar la capacidad energética y reducir los costes materiales del proceso. En la actualidad, los experimentos han conseguido un 15% como máximo de la energía que se necesita para que resulte económicamente viable. Por ello, los científicos trabajan en diversas vías de desarrollo, como nuevos materiales para los electrodos del sistema eléctrico; nuevos tipos de microbios, más baratos y efectivos; o nuevos modelos genómicos basados en estas bacterias para aumentar el suministro de electrones.
El descubrimiento de la capacidad microbiana de generar electricidad se atribuye a Michael Potter, de la Universidad inglesa de Durham, que en 1910 consiguió producir una corriente eléctrica al conectar un electrodo en una petaca con levadura con otro electrodo en una solución sin organismos. Sin embargo, el concepto no se retomó hasta pasados los años 60, cuando los investigadores empezaron a comprender mejor los fundamentos de este proceso.
Los microorganismos utilizan diversos elementos para alimentarse, por lo que el combustible de estas “baterías biológicas” podría ser muy variado. Científicos de la Universidad inglesa de Birmingham han desarrollado una célula de combustible a partir de la “Escherichia coli”, una bacteria que consume el azúcar del chocolate y el turrón produciendo hidrógeno. Los investigadores han aprovechado este gas para alimentar la célula de combustible, que genera suficiente electricidad para mover un pequeño ventilador. Este proceso podría aprovecharse además para limpiar por ejemplo los desechos de las fábricas de chocolate, reconvirtiéndolos en electricidad.
Por su parte, investigadores de la Universidad inglesa de Oxford han creado una célula de combustible de hidrógeno que utiliza enzimas, biomoléculas capaces de acelerar una reacción química, en vez de los caros metales que se utilizan normalmente en este sistema. Los científicos de Oxford, que han conseguido con su invención alimentar un reloj digital, señalan que podría ser una alternativa ecológica a las baterías normales para todo tipo de dispositivos portátiles, porque sólo necesitan hidrógeno y oxígeno para producir electricidad, generando agua como desecho.
