Las celdas de combustible microbianas explotan el metabolismo de las bacterias para generar electricidad. Un nuevo tipo de biopelícula desarrollada en Bayreuth pronto podría hacer que esta tecnología relativamente joven sea considerablemente más efectiva, más estable y más fácil de usar. Un equipo de investigación de la Universidad deBayreuth ha logrado producir un material mucho más adecuado para la producción de energía en celdas de combustible que las biopelículas naturales. Los científicos describieron las ventajas de sus nuevos hallazgos en la revista Biociencia Macromolecular .
Las bacterias en las celdas de combustible microbianas se alimentan de sustancias orgánicas como el ácido láctico. En este contexto, los electrones se liberan continuamente como parte del proceso metabólico. Tan pronto como estos electrones entran en contacto con el ánodo de la celda de combustible, se transfierenhacia el cátodo en el lado opuesto. Esto crea una corriente eléctrica. Hasta ahora, al generar electricidad de esta manera, la superficie metálica del ánodo generalmente ha sido colonizada por bacterias. Las bacterias se multiplican allí, eventualmente creando una biopelícula natural y transfiriendo electrones.al ánodo. El biofilm artificial recientemente desarrollado de Bayreuth tiene el mismo efecto, pero optimiza este tipo de producción de energía de varias maneras.
Bacterias en redes sintéticas: más estables que las biopelículas naturales
El material desarrollado por el grupo de investigación dirigido por la Prof. Dra. Ruth Freitag Process Biotechnology y el Prof. Dr. Andreas Greiner Macromolecular Chemistry es un biocompuesto: un hidrogel, para ser exactos. Es una red de pequeños polímeros.fibras que contienen un solo tipo de bacteria, cuyo metabolismo puede continuar generando energía sin interrupción. Sin embargo, la cantidad de energía producida es considerablemente mayor: "Nuestra biopelícula contiene solo un tipo de bacteria, a saber, Shewanella oneidensis. El rendimiento eléctrico de un combustiblela célula con esta película es dos veces más alta que cuando las bacterias de esta especie producen una biopelícula natural ", explicó Patrick Kaiser M.Sc., un investigador doctoral en Bayreuth y uno de los autores del estudio publicado recientemente.
También hay una ventaja adicional para esta mejora del rendimiento: la energía se produce de manera confiable y predecible, ya que la concentración de bacterias se determina desde el principio en la biopelícula artificial. Por el contrario, las biopelículas naturales se liberan de una manera que es difícil de controlar, haciéndolos menos estables. El nuevo biocompuesto de los científicos de Bayreuth hace que las celdas de combustible sean considerablemente más fáciles de usar.
El biocompuesto se produjo en el campus de la Universidad de Bayreuth a través del electro-hilado de fibras de polímero que se combinan para formar un vellón. "Hoy en día, el electro-hilado de vellón es una tecnología ampliamente utilizada. No se requieren pasos de producción adicionales paraincrustar la bacteria ", agregó Steffen Reich M.Sc., quien escribió su tesis doctoral en Bayreuth sobre la encapsulación de bacterias en polímeros.
Financiación de un grupo de proyecto bávaro
Los hallazgos recientemente publicados sobre celdas de combustible microbianas provienen del proyecto "Biofilms for Process Intensification", que pertenece al grupo de proyecto "Biotecnología de conservación de recursos en Baviera - BayBiotech". Este grupo ha recibido un total de alrededor de dos millones de eurosen financiación del Ministerio de Medio Ambiente y Protección del Consumidor del Estado de Baviera desde 2015.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Bayreuth . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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