Crean una biobatería que genera electricidad con bacterias

Un equipo de investigadores de Estados Unidos desarrolló una biobatería capaz de producir electricidad mediante la actividad metabólica de microorganismos. El dispositivo, inspirado en las estructuras del intestino delgado humano, generó aproximadamente 0.75 voltios durante 14 horas consecutivas en pruebas de laboratorio y podría abrir nuevas posibilidades para alimentar sensores y dispositivos de bajo consumo.

Una batería inspirada en el intestino humano

El desarrollo estuvo a cargo de científicos de la Universidad de Binghamton, perteneciente a la Universidad Estatal de Nueva York, bajo el liderazgo de Seokheun Choi y Ruohan Zhang. La investigación, publicada en la revista científica Small, utiliza una estructura inspirada en las vellosidades intestinales, cuya forma aumenta la superficie disponible para interactuar con los nutrientes.

Para reproducir este diseño, el equipo empleó un hidrogel polimérico flexible y conductor que incorpora esporas de Bacillus subtilis. Estos microorganismos pueden permanecer inactivos hasta entrar en contacto con nutrientes, momento en el que se activan sus procesos metabólicos y el sistema aprovecha los electrones generados para producir electricidad.

El diseño multiplica la densidad de potencia

La biobatería integra un ánodo compuesto por vellosidades artificiales, un cátodo de tejido de carbono modificado y una membrana de intercambio iónico. Durante los ensayos, el dispositivo mantuvo una salida eléctrica cercana a 0.75 voltios durante al menos 14 horas, siempre que dispusiera de un suministro continuo de nutrientes.

Además, la geometría tridimensional permitió alcanzar una densidad de potencia volumétrica 8.3 veces superior a la de las estructuras planas utilizadas como referencia. El resultado evidencia que la disposición de los materiales y la superficie disponible para la interacción microbiana pueden influir significativamente en el rendimiento de estos sistemas.

Las aguas residuales como fuente de electricidad

Una de las aplicaciones potenciales de esta tecnología es el aprovechamiento de los nutrientes presentes en las aguas residuales para generar pequeñas cantidades de electricidad. Los investigadores realizaron pruebas en un entorno que simulaba una tubería, utilizando una solución diseñada para reproducir condiciones nutritivas similares a las de estos efluentes.

Por su flexibilidad, el dispositivo podría adaptarse a tuberías y otras superficies para alimentar sensores de calidad del agua, equipos de monitoreo ambiental o pequeñas luces LED. De avanzar hacia aplicaciones prácticas, estos sistemas podrían reducir la dependencia de baterías convencionales en instalaciones donde el acceso a fuentes de alimentación resulta complicado.

Una alternativa energética que aún requiere pruebas

Aunque los resultados son prometedores, la tecnología continúa en fase experimental. Su capacidad eléctrica todavía es insuficiente para abastecer aparatos de alto consumo y requiere evaluaciones adicionales sobre durabilidad, estabilidad y funcionamiento en condiciones reales.

También será necesario determinar cómo afectan a su rendimiento las variaciones en la composición de las aguas residuales y la actividad de los microorganismos a largo plazo. Aun con estas limitaciones, la investigación muestra una vía para combinar procesos biológicos e ingeniería con el objetivo de obtener energía de recursos que suelen considerarse desechos.