17/09/2021 - Almacenamiento energético. Nanopartículas de plata para mejorar las pilas de combustible microbianas

Menéame

Las pilas de combustible microbianas (MFC, por sus siglas en inglés) utilizan bacterias, conectadas a un electrodo, para convertir directamente la energía química almacenada en la materia orgánica en electricidad. Esta tecnología presenta un gran potencial para generar energía renovable a partir de distintos tipos de biomasa y el tratamiento de aguas residuales.

Entre las bacterias utilizadas en estas pilas, las especies del género marino Shewanella resultan especialmente adecuadas y se conocen bastante bien. Sin embargo, a pesar de los esfuerzos realizados para mejorar estos sistemas, suelen presentar densidades de corriente y potencia bajas, limitadas en gran medida por la ineficiente transferencia de electrones entre el microbio y el ánodo (electrodo positivo).

Uso de nanopartículas de plata

Según explican en la revista Science, los investigadores de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA, en EE UU) han descubierto una novedosa forma de aumentar el rendimiento de estas pilas: recubrir los microrganismos Shewanella con nanopartículas de plata, lo que mejora significativamente la transferencia de electrones del microbio al electrodo, que en este caso está fabricado con grafeno.

Para conseguir este efecto, los investigadores colocan a las bacterias junto a un ánodo constituido de óxido de grafeno reducido y nanopartículas de plata (rGO/Ag). Entonces se produce una migración de iones de plata hacia la membrana celular, donde luego son reducidas a nanopartículas de plata por proteínas del metabolismo del lactato de la bacteria.

El resultado es que las nanopartículas de plata quedan así asociadas a las membranas celulares, aumentando considerablemente su eficiencia a la hora de transferir electrones hacia el ánodo de la pila.

Pilas más potentes y eficientes

“Los MFC de Shewanella con plata proporcionan una densidad de corriente máxima de 3,85 miliamperios por centímetro cuadrado y una densidad de potencia de 0,66 milivatios por centímetro cuadrado, unos valores considerablemente más altos que las de los mejores MFC reportadas hasta la fecha”, destacan los autores.

“Además –añaden en sus conclusiones–, estas pilas de combustible microbianas híbridas presentan una excelente eficiencia de utilización del combustible, con una eficiencia coulómbica del 81 %”.

Los investigadores confían en que la mejora en todos estos parámetros y los nuevos datos sobre los mecanismos moleculares que están detrás impulsen el desarrollo de las tecnologías electroquímicas microbianas.

Referencia:

Bocheng Cao et al. “Silver nanoparticles boost charge extraction efficiency in Shewanella microbial fuel cells”. Science, 2021.

Fuente Imagen: Ilustración de la membrana junto a un ánodo de grafeno y nanopartículas de plata, en la cual han colocado a bacterias Shewanella. / AKang, Sphere Studio Copyright @ Yu Huang and Xiangfeng Duan

Fuente Noticia: Agencia SINC (Servicio de Información y Noticias Científicas)

Muchas plantas industriales continúan dependiendo de sistemas de tecnología operacional (operational technology u OT) que llevan décadas en funcionamiento. Su fiabilidad, el elevado coste de detener las líneas de producción y la dificultad de sustituir equipos profundamente integrados en los procesos han favorecido que estas infraestructuras permanezcan durante años sin grandes modificaciones, incluso cuando ya utilizan ...

Greenpeace presenta hoy su informe Destrucción a Toda Costa 2026 donde ponecifras y ejemplos de la vulnerabilidad de la costa ante el colapso climático y el abuso del ladrillo, mostrando que se encuentra en un punto crítico. Este estudio saca a la luz la desconexión entre las actuaciones que se llevan a cabo ...

Dentro del campo específico de las energías renovables, el crecimiento exponencial se debe principalmente al auge la energía solar fotovoltaica, con 18.674 trabajos visados, un 900% más que en 2019, con 1.916 proyectos. El auge en el sector de la energía se refleja también en el hecho de que el 36% del total de los proyectos industriales ...

La nueva encuesta del Observatorio de la Ingeniería de España (OIE) ya está a disposición de todos los ingenieros e ingenieras para poder conocer hasta qué punto la Inteligencia Artificial (IA) está impactando en la profesión, qué usos están haciendo de estas herramientas, qué oportunidades ofrece la IA y qué desafíos plantea para el futuro del ...

La compañía suma un nuevo capítulo a su historia: acaba de completar la fabricación de la unidad número 200.000 de VENTUM®, su línea de sombrerete de chimenea en aluminio. Una cifra poco habitual en el sector que refleja la aceptación del producto entre arquitectos, prescriptores e instaladores desde su lanzamiento en ...