Las bacterias aprenden a generar electricidad desde el fondo de los cuerpos de agua

Los sedimentos de fondo contaminados de ríos, lagos y zonas costeras pueden convertirse no solo en un objetivo de limpieza, sino también en una fuente de energía eléctrica. Un grupo internacional de científicos resumió los resultados del desarrollo de la tecnología de celdas de combustible microbianas sedimentarias (SMFC). Este método bioelectroquímico permite convertir el lodo contaminado en el fondo de los cuerpos de agua en una fuente de energía. Los análisis muestran que estos sistemas ya han superado el ámbito del laboratorio, siendo capaces de tratar aguas residuales con una eficiencia superior al 97 % y alimentar sensores autónomos durante años. Reportado por Ixbt.com informe .

La tecnología se basa en un proceso natural que ha ocurrido durante millones de años en el fondo de ríos y mares. En la capa de lodo sin oxígeno viven microorganismos que descomponen los restos de plantas y animales. Durante este proceso, las bacterias liberan electrones. Normalmente, esta energía se disipa en el entorno, pero en una celda de combustible microbiana puede ser recogida y utilizada para generar corriente eléctrica. La estructura del sistema es simple: el ánodo se coloca directamente en el lodo donde las bacterias están activas, y el cátodo en el agua rica en oxígeno encima.

Uno de los descubrimientos clave de la última década fue la identificación de bacterias exoelectrógenas. Microorganismos como Geobacter sulfurreducens y Shewanella oneidensis tienen la capacidad de transferir electrones directamente a los electrodos. Forman «nanocables biológicos» únicos que les permiten exportar la carga eléctrica fuera de la célula. Esto permite transformar los sedimentos contaminados de un problema ambiental en una fuente de energía.

Además de generar electricidad, los sistemas SMFC muestran altos resultados en la eliminación de metales pesados y exceso de fósforo del agua. La combinación de estos elementos con humedales artificiales se considera una dirección prometedora. En este sistema, las raíces de las plantas proporcionan nutrientes adicionales para las bacterias, mientras que las comunidades microbianas purifican el agua y mantienen la salud del ecosistema. Nuevos materiales de electrodos, particularmente el «biochar» derivado de residuos de madera, están aumentando aún más la eficiencia del sistema.

Actualmente, aunque la potencia de tales sistemas en condiciones naturales asciende a decenas de milivatios por metro cuadrado, esta cifra ha superado los 3 vatios en dispositivos de laboratorio optimizados. Esto indica que la tecnología podría convertirse en una herramienta importante para reducir las emisiones de CO2 y proteger el medio ambiente en el futuro. Con su ámbito de aplicación práctica en expansión, se espera que este método juegue un papel significativo en la resolución de problemas ambientales globales en los próximos años.