Esta biobatería bacteriana produce electricidad durante semanas

¿Alimentar biobaterías durante muchas semanas, utilizando bacterias? Este es el proyecto desarrollado por un equipo de científicos de la Universidad de Binghamton de Nueva York (Estados Unidos) que aprovecha tecnologías como el Internet de las cosas (IoT) que permiten que los dispositivos y sensores se conecten entre sí y funcionen sincronizados.

Como mantener estos dispositivos encendidos, haga el tiempo que haga o incluso en lugares remotos, resulta extremadamente difícil, las baterías biológicas pretenden cubrir ese nicho.

¿Qué son exactamente estas biobaterías?

Las biobaterías representan una forma novedosa de alimentar dispositivos que funcionan imitando la descomposición de la energía en las células biológicas. La glucosa es la fuente de energía más común utilizada por los seres vivos. Cuando las enzimas en la célula descomponen la glucosa, también liberan electrones que pueden usarse para alimentar dispositivos.

"Con la inteligencia artificial, vamos a tener una enorme cantidad de dispositivos inteligentes, autónomos y siempre activos en plataformas extremadamente pequeñas. ¿Cómo alimentas estos dispositivos miniaturizados?"

La nueva biobatería alimentada por interacción bacteriana 'plug-and-play' ha demostrado que puede durar varias semanas, solventando el problema de la vida útil de la biobatería (el talón de Aquiles de esta tecnología, hasta ahora). Anteriormente, las baterías tenían una vida útil limitada a unas pocas horas, lo que no es ideal para los escenarios a largo plazo que se suelen necesitar. De hecho, los investigadores de desarrollaron varias baterías a base de bacterias, pero funcionaron igualmente durante muy poco tiempo.

¿Cómo solucionar el problema de la duración de la batería?

Los investigadores han tratado, en este caso, de crear baterías de larga duración mediante la combinación de diferentes tipos de bacterias. La batería consta de tres capas con diferentes tipos de especies de bacterias almacenadas en cámaras verticales separadas. Estas bacterias se apoyan entre sí, absorben la luz solar y producen electricidad.

Capa a capa: la cámara superior tiene bacterias fotosintéticas que generan alimentos orgánicos; la capa intermedia está compuesta de bacterias que utilizan el alimento generado por las bacterias de la capa superior para su nutrición y la capa más inferior tiene bacterias productoras de electricidad. Las bacterias son potencias microscópicas que descomponen varios productos químicos y crean electrones en el proceso que pueden aprovecharse para obtener energía.

Así, al conectar varios bloques de energía bacterianos, al igual que los ladrillos de Lego, es posible obtener la cantidad de energía necesaria para aplicaciones específicas, explican los autores en su estudio publicado en la revista Journal of Power Sources.

Los investigadores crearon soluciones de los microbios en polímeros líquidos y luego los depositaron secuencialmente sobre una superficie. Esto confina a las especies bacterianas individuales en capas semisólidas. Luego, encierran esta pila vertical de las tres capas bacterianas en un bloque de plástico de 3 cm x 3 cm.

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Más prestaciones

La electricidad que generan estas biobaterías hace que sean útiles para ejecutar pequeños sensores o dispositivos electrónicos en áreas remotas, sin supervisión humana. La versión actual de la biobatería no produce una gran cantidad de electricidad, pero el equipo dice que la producción podría aumentar agregando más unidades. Lo siguiente, aparte de escalar el prototipo, será averiguar si es posible hacer que se autorreparen y sean capaces de flotar en medio acuático.

Los investigadores creen que el 6G se implementará a nivel mundial en la próxima década y habrá una gran cantidad de dispositivos pequeños, inteligentes e independientes que se utilizarán en el futuro y que podrían hacer uso de esta energía. Sea como fuere, el objetivo final es que las baterías sean realmente pequeñas y funcionen eficientemente: "A esto lo llamamos 'polvo inteligente', y un par de células bacterianas pueden generar energía que será suficiente para operarlo. Luego podemos rociarlo donde lo necesitemos", explica Seokheun Choi, profesor del Colegio de Ingeniería y Ciencias Aplicadas Thomas J. Watson de la Universidad de Binghamton y autor del trabajo.