Papel tapiz y cianobacterias para generar energía limpia

15 noviembre, 2017
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Traducido por Mónica Morales - Fuente Treehugger - Foto por Imperial College London

Investigadores demuestran que al imprimir cianobacterias en papel se pueden utilizar para generar electricidad y funcionar como paneles bio-solares.

Cuando se imprimen en un patrón preciso sobre nanotubos de carbono en papel, las cianobacterias fotosintéticas pueden producir electricidad a partir de la luz solar, lo que podría alimentar sensores ambientales y médicos biodegradables.

Un avance en la creación de paneles bio-solares simples en papel podría conducir a una forma más ecológica de alimentar los sensores de calidad del aire y otros dispositivos pequeños, ya que estos bio-fotovoltaicos microbianos (BPV) son completamente biodegradables.

Aunque las baterías bacterianas, como en la forma de una celda de combustible microbiana, se muestran prometedoras, otras están trabajando para obtener células solares biológicas, que cosechan la electricidad producida por las cianobacterias durante la fotosíntesis.

Las cianobacterias, que se cree que han sido parte esencial en la oxigenación de la Tierra debido a la producción de oxígeno mediante la fotosíntesis, se encuentran en casi todos los hábitats y son fijadores de nitrógeno (y ahora productores de etanol), junto con funciones vitales en la ecología de los océanos. También son responsables de la producción de cianotoxinas que pueden matar humanos y animales, aparte de que hay cianobacterias consideradas un súper alimento.

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Investigación

Un equipo de investigadores acaba de demostrar que las cianobacterias se pueden utilizar para crear dispositivos que producen vida y electricidad que funcionan con luz solar y que estos paneles bio-solares se pueden imprimir utilizando la tecnología existente.

El equipo, que incluye investigadores del Imperial College de Londres, la Universidad de Cambridge y Central Saint Martins, utilizó con éxito una impresora de inyección de tinta estándar para imprimir patrones precisos de nanotubos de carbono, que son eléctricamente conductores, sobre papel, y luego imprimieron encima de eso con cianobacterias Synechocystis.

El panel bio-solar resultante, que es simplemente una prueba de concepto en este punto, fue capaz de ‘cosechar’ la electricidad del proceso de fotosíntesis de las bacterias durante un período de 100 horas.

El estudio del equipo se publicó en la revista Nature Communications bajo el título: “Generación de electricidad a partir de cianobacterias impresas digitalmente”.

“Creemos que nuestra tecnología podría tener una variedad de aplicaciones, como actuar como un sensor en el medio ambiente. Imagine un sensor ambiental desechable, basado en papel, disfrazado de papel tapiz, que podría controlar la calidad del aire en el hogar. Que cuando haya cumplido con su trabajo, podría eliminarse y dejarse biodegradar en el jardín sin ningún impacto sobre el medio ambiente”, dijo la doctora Marin Sawa, del Departamento de Ingeniería Química del Imperial College de Londres.

Papel tapiz impreso con cianobacterias. Foto: Imperial College London

Cualidades beneficiosas

Según el Imperial College, las cianobacterias no solo pueden producir electricidad durante el día, sino que también pueden “seguir produciéndola incluso en la oscuridad a partir de moléculas producidas a la luz”. Esta capacidad es una ventaja para las aplicaciones que requieren solo pequeñas cantidades de electricidad, pero que debe suministrarse durante todo el día, y un panel bio-solar de cianobacterias podría actuar también como una bio-batería.

Aunque los intentos previos de bio-fotovoltaicos microbianos (BPV) se han considerado demasiado costosos, la elección del equipo de utilizar una impresora de inyección de tinta estándar para crear su célula también pretende demostrar que el concepto podría ampliarse “fácilmente” con la tecnología actual.

Otra aplicación potencial para esta tecnología bio-solar de cianobacterias podría ser monitorear pacientes médicos:

“Esta tecnología de bio-sensores podría marcar el comienzo de una era de sensores desechables basados en papel que monitorean los indicadores de salud, como los niveles de glucosa en sangre en pacientes con diabetes. Una vez que se toma una medida, el dispositivo podría desecharse fácilmente con un impacto ambiental bajo. Además, este enfoque tiene el potencial de ser muy rentable, lo que también podría facilitar su uso en países en desarrollo con presupuestos sanitarios limitados”, comentó la doctora Andrea Fantuzzi del Departamento de Ciencias de la Vida del Imperial College de Londres.

Este texto apareció originalmente en Treehugger, puedes encontrar el original en inglés aquí.