Desafíos en la Ingeniería Química : ¿Obtener energía eléctrica a partir de bacterias?

¿Sabías que se puede producir energía eléctrica a partir de las bacterias?

Con la creciente demanda de energía eléctrica que tenemos en la actualidad y dado que los combustibles fósiles que tenemos en la actualidad están a punto de desaparecer,  se han creado muchas formas de obtener energía a través de fuentes limpias, entre ellas la energía a partir de bacterias.

Pero los nuevos descubrimientos siempre tienen base en antiguos descubrimientos que a veces pasan desapercibidos como que en el año 1910 el científico Potter logró obtener pequeñas corrientes eléctricas a partir de cultivos de E. coli y electrodos de platino, pero esto no tuvo mucha transcendencia.

Entonces ¿Es posible generar electricidad a partir de las bacterias? La respuesta es sí. En 1987, científicos de la University of Massachusetts descubrieron la especie Geobacter que crece en el fondo de ríos, se obtiene su energía gracias a la oxidación de materia orgánica en descomposición para producir Dióxido de carbono. Los científicos construyeron una celda combustible bacteriana que utiliza electrodos de grafito. Esta bacteria crece en forma natural en en la superficie del electrodo, formando una membrana biológica estable. La reacción global es:

Donde el ión acetato representa la materia orgánica. Los electrones se transfieren directamente de la bacteria al ánodo de grafito y después fluyen externamente el cátodo de grafito, allí el Oxígeno acepta los electrones. Hasta ahora la corriente que genera es pequeña, pero con el debido desarrollo algún día podrá convertirse en una fuente de energía significativa aunque el producto final del redox sea el CO2 que es un gas invernadero.

El Geobacter es un tipo de bacteria que habita de forma natural en el subsuelo y durante millones de años han utilizado los óxidos de hierro insolubles como aceptores de electrones para la oxidación de la materia orgánica. Es increíble como la comunicación redox entre estas bacterias y los óxidos de Hierro han dado forma a la corteza terrestre.

En realidad se ha descubierto que la capacidad de transferencia de electrones es natural en varias especies microbianas.

Actualmente existen proyectos como el de Perú que está utilizando las bacterias de las aguas residuales para obtener electricidad. Se centrifugan los lodos y se obtienen las bacterias y producto de su desarrollo metabólico van a generar CO2 y electrones, los electrones van a pasar a los cátodos y estos cátodos son los que van a transportar los electrones produciendo electricidad pero muy baja, menor a 1 Voltio para 3 celdas pequeñas de 1 litro, pero para encender 1 foco LED se necesitaría aproximadamente 1.5 V. Se necesitaría que las bacterias se alimenten mejor para mejorar esto. (este es un estudio de Sandy Zavaleta de la facultad de Ciencias de la Universidad Nacional de Ingeniería).

En mi opinión se debería hacer un estudio para hacer esto de manera sintética, porque depender de bacterias, me parece que como es algo natural sería algo impredecible y no sea si sea ético. Para mí la solución sería que el humano aprenda a no consumir tanta energía, o usarla de manera racional y controlada. Y si has llegado hasta aquí muchas gracias por leer.

*Autora del post: 

Ana Moya

Ingeniera Química 

Universidad Nacional de Ingeniería

Bibliografía

1.-Expociencia 2016: Bacterias que generan corriente eléctrica/ Canal de Modesto Montoya

https://www.youtube.com/watch?v=aH5IHPgBQxY

2.-  Química General

Autor: Chang

3.- Bacterias productoras de electricidad 

Autor: Abraham Esteve-Núñez.

https://www.semicrobiologia.org/wp-content/uploads/2021/04/Geobacter.pdf