Biopilas: pilas del futuro

2003/11/30 Atxotegi Alegria, Uhaina - Elhuyar Zientziaren Komunikazioa

• Energia

Bacterias, materia prima básica de las biopilas.

Sabemos que las bacterias, estos microorganismos vivos, son capaces de producir electricidad. Pero la producción que se consigue suele ser nula. Este verano, los resultados de la investigadora en electroquímica Uwe Schröder, profesora de la Universidad Greifswald en Alemania, nos han demostrado que el sueño puede convertirse en realidad. El investigador alemán ha conseguido la mayor parte de la corriente obtenida hasta el momento con microorganismos. Este resultado puede suponer un gran avance en la producción de futuras biopilas o pilas bacterianas.

¿En qué consiste la biopila?

Una pila que funciona con bacterias revolucionaría el mundo de la energía. Tecnologías puramente químicas, como el hidrógeno, el metano o el metanol, producen electricidad. Además, suelen contener muchos platinos para que se produzcan reacciones químicas. Esto encarece mucho el producto. Sin embargo, en la biopila se sustituye el platino por bacterias que son gratuitas. También se puede sustituir el combustible por agua sucia de alcantarillado con materia orgánica, por ejemplo...

¿Las biopilas serán nunca repuestos baratos de las pilas actuales?

Intenta imaginar un teléfono móvil que se puede cargar mediante un cartucho con agua sucia. La pila bacteriana sería aproximadamente esa. Una pila compuesta por microbios que producen una corriente eléctrica renovable mediante baterías vivas, baratas y materia orgánica. Los combustibles clásicos, además de caros, ingieren hidrógeno y methanol, por lo que la solución de las biopilas es atractiva.

Pilas baratas... ¡y microbadas!

La principal diferencia entre ambos tipos de pilas se produce en el interior de las bacterias. Cuando las bacterias ingieren materia orgánica, almacenan un gran stock de electrones, muchos de los cuales deben liberarse para evitar el deterioro de su maquinaria bioquímica. Normalmente son liberados por la ayuda del oxígeno del aire. De hecho, el oxígeno se mezcla con electrones y protones (H+) y se forma agua (H2O), una molécula que no es perjudicial para los microbios.

El principal quebradero de cabeza de los investigadores ha sido el alejamiento de las bacterias para generar agua. Para ello, obligan a los electrones a viajar en un circuito eléctrico. La pila se divide, por tanto, en dos partes o recipientes. El primero está lleno de bacterias y se forman los electrones. La segunda, en cambio, está rodeada de oxígeno y en ella se produce la reacción de generación de agua. La corriente eléctrica se produce al pasar los electrones de un recipiente a otro de la pila.

Deberán crear pequeñas biopilas para que puedan ser utilizadas también por pequeños aparatos.

Pero hay un problema. La corriente eléctrica generada por estas biopilas es muy baja. Y es que necesitaríamos 3.000 biopilas para arrancar el ordenador. Los investigadores, por tanto, todavía tienen bastante trabajo en este campo. En definitiva, para aumentar la corriente es necesario aumentar el número de electrones, tratando de capturar el mayor número posible de electrones de las bacterias. Tras mil intentos, el investigador Uwe Schröder ha utilizado la polyanilina para absorber electrones de bacterias. Además, ha conseguido eliminar el monóxido de carbono (CO), ya que el monóxido de carbono, almacenado en grandes cantidades, aísla los electrones.

En Estados Unidos también se están investigando sobre el mismo tema. Desde 1999 los profesores Clare Raimers y Leonard Tender están estudiando este tema. Sin embargo, lamentablemente, de momento no se ha conseguido una solución satisfactoria para la comercialización de biopilas.

El tamaño de las bacterias, otro problema

Las bacterias son microscópicas, pero cuando hay que acumular un billón ocupan bastantes centímetros cúbicos. Y, por supuesto, son demasiado grandes para teléfonos móviles o microaplicaciones como pilas de uso médico.

Para reducir al máximo las biopilas, algunos científicos han tratado de eliminar las bacterias conservando sólo sus enzimas. Generarían así pilas enzimáticas.

Mirando al futuro...

En la actualidad cualquier aparato necesita fuente de energía y las biopilas serán muy baratas.

Según los científicos, para 2008 se utilizarán las primeras biopilas de tamaño adecuado en la industria alimentaria o plantas depuradoras. Los industriales, sobre todo, reducirán la materia orgánica de la basura y a la vez obtendrán electricidad.

Para los años 2010-1015 la nueva pila también podrá ser utilizada por particulares. Según algunos investigadores, también se podrá utilizar en vehículos eléctricos que funcionan con azúcar, ya que es el alimento preferido de las bacterias.

Las previsiones apuntan a que en la actualidad se ha conseguido hacer biopilas, pero su uso sigue siendo muy limitado.

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