La producción de corriente eléctrica con biopelículas
Las BEA pueden utilizarse en biosensores y en celdas de combustible microbianas. Se trata de películas de microorganismos que suministran electrones para generar electricidad, pero el mecanismo exacto del proceso de transferencia de electrones apenas se conoce. El proyecto financiado por la Unión Europea «Electroactive biofilms for microbial fuel cells and biosensors» (EA-BIOFILMS) se puso en marcha para mejorar el conocimiento de este mecanismo y así desarrollar tecnologías fiables a base de BEA. Los investigadores estudiaron modelos de microorganismos reductores de metal como Shewanella sp. y Geobacter sp. Ambos presentan estructuras en sus membranas externas que permiten la transferencia directa de los electrones entre los microorganismos y un electrodo. El proyecto también trabajó en el diseño del primer método de espectroscopia electroquímica para la caracterización in vivo de las BEA, que los investigadores aplicaron a las biopelículas Geobacter. El método permite realizar estudios rápidos e informativos, con muy poco pretratamiento o destrucción de la biopelícula. Para Shewanella, los investigadores encontraron que los electrones se transfieren indirectamente en biopelículas jóvenes (que producen más corriente), pero que a medida que éstas envejecen la transferencia es casi exclusivamente directa. En general, la transferencia de electrones también es muy rápida en biopelículas delgadas. Los conocimientos adquiridos durante este proyecto contribuirán a ampliar la escala industrial de los dispositivos a base de BEA, gracias a que los investigadores han aprendido a optimizar la eficiencia de las biopelículas. Además, servirán para el diseño de celdas de combustible microbianas que permitan recuperar energía de las aguas residuales y también como biosensores para monitorizar las aguas de desagüe.
Palabras clave
Transferencia de electrones, biopelículas electroactivas, biosensores, celdas de combustible microbianas, microorganismos reductores de metales