Baterías biológicas
Proyecto estudiantil quiere usar electricidad de bacterias
Desde el punto de vista de la biología evolutiva, son antiguos, pero su potencial sólo se está descubriendo gradualmente: los llamados microbios eléctricos están siendo objeto de una observación especial por parte de muchos científicos de todo el mundo en el debate sobre la sostenibilidad. Pueden producir y transmitir electrones, es decir, en última instancia, electricidad. Y esto en gran medida sin pérdidas de energía. Si observamos la electricidad a escala molecular, en realidad no es más que un flujo dirigido de electrones que todos los organismos vivos utilizan dentro de sus células. En el marco del concurso BIOMOD (Biomolecular Design) de este año para estudiantes de todo el mundo en San Francisco, un equipo interdisciplinario de la Universidad Politécnica de Berlín está trabajando en este tema. "Nuestro objetivo es una batería biológica", dice Franziska Graeger, estudiante de química biológica en la Universidad Politécnica de Berlín y miembro del equipo Smart B.O.B. (Smart Biologically Optimized Battery).
Algunas bacterias del suelo emiten electricidad a su entorno. El objetivo de Smart B.O.B. es optimizar este proceso.
© TU Berlin / PR / Dominic Simon
Dentro de una célula, algunos electrones saltan de una molécula a otra liberando energía. Desde hace algunos años, los científicos han conocido bacterias que son capaces de liberar electrones en su entorno de esta manera. A través de ciertas membranas, algunas de estas bacterias pasan los electrones a iones metálicos cargados positivamente en su entorno, por ejemplo.
Los científicos de Smart B.O.B. usan diferentes tipos de bacterias y combinan sus habilidades. "La bacteria Shewanella posee una construcción proteica especial en su membrana para liberar específicamente electrones al hierro o manganeso en el ambiente. Nuestro primer paso es insertar genéticamente esta proteína en las cianobacterias". Las cianobacterias son una especie de interfaz entre las plantas y las bacterias. Son autotróficos, es decir, pueden producir glucosa y oxígeno a partir del dióxido de carbono en la atmósfera con la ayuda de la luz solar. "Si logramos transferir el complejo proteico de Shewanella a las cianobacterias, estas proteínas podrían específicamente tomar los electrones de la fotosíntesis y transferirlos a un electrodo externo. Esto podría generar un flujo de corriente", dijo el bioquímico explicando los planes del grupo.
Ya es posible capturar pequeñas cantidades de electrones libres de varias bacterias del suelo. Los científicos lo demuestran de manera impresionante con una pequeña lámpara en un frasco de conservas con tierra. Dos electrodos especiales recogen los electrones de las bacterias del suelo en la tierra y los transmiten a la lámpara. "Por supuesto, sólo hay poca electricidad", dice Franziska Graeger. "Así que sólo podemos operar una lámpara pequeña con ella. Nuestro objetivo es clonar tantos complejos de proteínas como sea posible de Shewanella a cianobacterias para que fluya significativamente más corriente. Estas bacterias especiales pueden ser aplicadas directamente a los electrodos con una impresora convencional, de modo que se produzca un intercambio inmediato de electrones y se optimice el rendimiento".
Desde 2015, un equipo interdisciplinario de varias universidades berlinesas participa en el concurso internacional BIOMOD. El proyecto está organizado por el Departamento de Biocatálisis del Prof. Nediljko Budisa y el Cluster de Excelencia UniSysCat en la TU Berlín, apoyado por el premio a la enseñanza ejemplar de la Sociedad de Amigos de la TU Berlín. "La interdisciplinariedad es muy importante para el proyecto", dijo Franziska Graeger, "porque no sólo tenemos que estar en el laboratorio y trabajar con éxito en bioquímica, sino que tenemos que organizarlo todo nosotros mismos: Un laboratorio que funciona, un buen sitio web, una actuación atractiva en el Jamboree de octubre en San Francisco y por último, pero no por ello menos importante, toda la financiación del proyecto y nuestro viaje a la competición. Por eso seguimos buscando nuevos seguidores".
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Alemán se puede encontrar aquí.
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