Consiguen generar electricidad con la respiración de las bacterias

La búsqueda de fuentes de energía limpias es uno de los grandes retos de la ciencia, que los investiga como forma desesperada de evitar que terminemos de cargarnos el planeta en el que vivimos.

Una de las más comunes es la energía solar, basada en células fotovoltaicas que utilizan las cargas opuestas producidas por la energía lumínica para crear un campo eléctrico y, con él, generar corriente.

Poco a poco, el consumo de esta fuente de energía ha ido aumentando entre la población, pero la investigación de un modo de potenciar el método no ha cesado ni un momento. ¿Y quiénes son los seres vivos a los que mejor se les da usar la luz del sol para obtener energía? ¿Los humanos? Nada de eso. Nosotros tendremos células fotovoltaicas, pero nunca llegaremos a dominar el asunto como lo hacen las plantas y algunas bacterias; por lo que, si no podemos ser mejores que ellas, sólo nos queda pedirles ayuda.

¿Cómo funciona una célula fotovoltaica tradicional?

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Un panel solar se compone de un conjunto de células fotovoltaicas, que se encargan de originar la corriente, ¿pero cómo lo hacen? A grandes rasgos, cuando un fotón, procedente de la luz del sol, incide sobre un material semiconductor, como el silicio, se arranca un electrón, dejando un hueco en el átomo del que salió. A continuación, este hueco es ocupado por un electrón procedente de las capas más profundas del semiconductor, dando lugar a una diferencia de carga entre la parte con mayor número de electrones, que tendrá carga negativa, y la que los ha perdido, que habrá quedado cargada positivamente. 

Así , al unir ambos extremos con un cable, se permite el flujo de electrones entre ellos, generando una corriente eléctrica.

¿En qué consisten las celdas solares biológicas?

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Como os decía, los procesos metabólicos llevados a cabo por las plantas y algunas bacterias, conocidas como bacterias verdes fotosintéticas, requieren la energía procedente de la luz solar, por lo que son capaces de captarla de una forma muy eficiente, incluso en ambientes extremos y con poca luz. Para ello, contienen en sus células componentes capaces de captar los fotones procedentes de la luz solar y transmitirlos a una cadena de transporte de electrones que finalizará en la producción de ATP, el compuesto energético utilizado por los seres vivos.

Por eso, hace años que se comenzó a investigar el diseño de paneles solares biológicos, en los que el concepto “célula fotovoltaica” cobra más sentido que nunca, debido a la presencia de células vivas que acoplan su propia cadena de transporte de electrones con los semiconductores típicos de la células fotovoltaicas.

¿Podremos disponer pronto de paneles solares biológicos?

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Poco a poco, se están realizando nuevas investigaciones con el fin de aumentar la eficiencia de estas placas, para que pronto puedan ser trasladadas a la población.

Uno de los últimos avances ha sido llevado a cabo en la Universidad de Binghampton, suponiendo un gran paso en el desarrollo de este tipo de dispositivos. Y es que, por primera vez, han logrado conectar nueve celdas solares biológicas, dando lugar a un verdadero panel solar biológico capaz de generar electricidad con una potencia mucho mayor de la conseguida hasta ahora, 5’59 microvatios. 

Este mismo grupo de investigación ya comenzó a introducir mejoras en este procedimiento el año pasado, al cambiar los materiales tradicionales por otros que parecían aumentar la eficiencia y, sobre todo, al sustituir el método tradicional de doble cámara para albergar las bacterias por otro mejor, basado en los microfluidos. 

Por lo tanto; estos paneles, que aprovechan la fotosíntesis  y la respiración celular continuamente en ciclos de 12 horas día-noche, generan electricidad con un rendimiento superior a los obtenidos hasta el momento y, tras un largo proceso de mejora, podrían suponer el futuro del suministro eléctrico a largo plazo en lugares remotos, donde la sustitución frecuente de la batería no resulta práctica.

Sin embargo, a pesar de los grandes avances realizados, a estos científicos aún les queda mucho por andar; ya que, en la actualidad, un panel solar típico, compuesto por 60 células fotovoltaicas, es capaz de producir 200 vatios de potencia, mientras que uno del mismo tamaño, basado en celdas solares biológicas, produciría unos 0’00003726 vatios. Vale, es poquito, pero en ciencia los grandes descubrimientos nunca llegan a lo grande. Tiempo al tiempo.

Imagen: Noticias de la ciencia