La posibilidad de generar electricidad utilizando bacterias y aguas residuales está cada vez más cerca de convertirse en una alternativa para alimentar dispositivos pequeños. Un equipo de científicos estadounidenses desarrolló una innovadora biobatería capaz de aprovechar la actividad metabólica de microorganismos para producir energía eléctrica.
El avance fue realizado por investigadores de la Universidad de Binghamton, perteneciente a la Universidad Estatal de Nueva York, y estuvo liderado por Seokheun Choi y Ruohan Zhang.
El dispositivo, presentado en la revista científica Small, incorpora una estructura inspirada en el intestino delgado humano y abre nuevas posibilidades para desarrollar sistemas capaces de generar energía aprovechando nutrientes presentes en el agua.
Una batería inspirada en el funcionamiento del intestino humano
La clave del desarrollo se encuentra en las vellosidades intestinales, pequeñas estructuras con forma de dedos que recubren el intestino delgado.Estas estructuras aumentan considerablemente la superficie disponible para absorber nutrientes y crean condiciones favorables para la interacción con microorganismos.
Los investigadores reprodujeron este diseño utilizando un hidrogel polimérico flexible y conductor, un material que permite incorporar bacterias y mantenerlas en un entorno adecuado para su actividad.
En el interior del hidrogel introdujeron esporas de Bacillus subtilis, microorganismos que pueden permanecer inactivos hasta entrar en contacto con nutrientes. Cuando las bacterias se activan, sus procesos metabólicos permiten generar electrones que el sistema aprovecha para producir electricidad.
La biobatería incluye un ánodo formado por las vellosidades artificiales, un cátodo de tejido de carbono modificado y una membrana de intercambio iónico que facilita su funcionamiento.
Consiguieron generar electricidad durante 14 horas consecutivas
Durante las pruebas de laboratorio, el dispositivo consiguió mantener una salida eléctrica de aproximadamente 0,75 voltios durante al menos 14 horas, siempre que recibiera un suministro constante de nutrientes. Aunque esta cantidad de energía todavía es reducida, resulta prometedora para aplicaciones que requieren un consumo eléctrico muy bajo, como pequeños sensores y luces LED.
Además, los científicos comprobaron que el diseño inspirado en las vellosidades permitía alcanzar una densidad de potencia volumétrica 8,3 veces superior a la de estructuras planas utilizadas como referencia.
Esto demuestra que la geometría del dispositivo desempeña un papel fundamental en su rendimiento energético.
Las aguas residuales podrían convertirse en una fuente de energía
Una de las aplicaciones más interesantes de esta tecnología sería su integración en tuberías y sistemas de tratamiento de aguas residuales.
La idea consiste en aprovechar los nutrientes presentes en el agua para mantener activas las bacterias y generar pequeñas cantidades de electricidad.
Gracias a su composición flexible, la biobatería podría adaptarse a diferentes superficies y dimensiones, facilitando su instalación en espacios donde las baterías convencionales resultarían poco prácticas. Los investigadores ya realizaron experimentos en un entorno que simulaba una tubería, utilizando una solución diseñada para imitar las condiciones nutritivas de las aguas residuales.
En el futuro, estos sistemas podrían alimentar sensores encargados de supervisar la calidad del agua o determinadas condiciones ambientales sin depender exclusivamente de baterías externas.
Una tecnología prometedora que todavía tiene desafíos
A pesar de los resultados positivos, la biobatería continúa en una fase experimental.
Su producción eléctrica sigue siendo demasiado limitada para alimentar electrodomésticos o sistemas de gran consumo, y todavía es necesario estudiar su durabilidad, estabilidad y rendimiento en condiciones reales.
También deberán evaluarse factores como las variaciones en la composición de las aguas residuales y el mantenimiento de la actividad bacteriana durante períodos prolongados.
Sin embargo, el avance demuestra que los microorganismos pueden formar parte de nuevas soluciones energéticas.
En lugar de depender únicamente de materiales y combustibles convencionales, esta tecnología propone aprovechar procesos biológicos naturales para transformar residuos en electricidad, combinando investigación microbiológica, ingeniería y sostenibilidad ambiental.
