Bacterias que convierten luz solar en electricidad gracias a la impresión 3D

Un grupo de Investigadores de la Universidad de Cambridge han desarrollado diminutos «rascacielos» impresos en 3D para las comunidades de bacterias fotosintéticas que convierten la luz solar, el dióxido de carbono y el agua en energía. Al crear redes de «nanoviviendas» de gran altura para estas bacterias amantes del sol, el equipo ha abierto un nuevo camino en este ámbito. Este novedoso descubrimiento podría ayudar a impulsar la bioelectricidad sostenible y la generación de combustible en el futuro.

Los investigadores de Cambridge creen que proporcionar a estas comunidades el tipo de hogar adecuado aumenta la cantidad de energía que pueden extraer. Las bacterias fotosintéticas son la forma de vida más abundantes de la Tierra y necesitan mucha luz solar para crecer. Para extraer la energía que producen a través de la fotosíntesis, las bacterias necesitan estar unidas a electrodos.

La Dra. Jenny Zhang, del departamento de química afirma: Ha habido un cuello de botella en cuanto a la cantidad de energía que se puede extraer realmente de los sistemas fotosintéticos, pero nadie entendía dónde estaba el cuello de botella. La mayoría de los científicos suponían que el cuello de botella estaba en el lado biológico, en las bacterias, pero hemos descubierto que un cuello de botella sustancial está en realidad en el lado del material.

Un grupo de «nano-viviendas» impresas en 3D

Los investigadores han estado intentando conectar los mecanismos fotosintéticos de las cianobacterias para extraerles energía durante algún tiempo. Sin embargo, para extraer la energía producida por estas algas a través de la fotosíntesis, las bacterias deben estar conectadas a electrodos.

El equipo de Cambridge imprimió electrodos en 3D compuestos por nanopartículas de óxido de metal especialmente diseñadas para ser compatibles con las algas mientras realizan la fotosíntesis. Los electrodos se imprimieron en una estructura densamente apilada que se asemejaba a una pequeña ciudad con un gran número de rascacielos, con el fin de proporcionar un entorno óptimo para estimular su crecimiento.

“Los electrodos tienen excelentes propiedades de manejo de la luz, como un apartamento de gran altura con muchas ventanas”, dijo Zhang. “Las cianobacterias necesitan algo a lo que puedan adherirse y formar una comunidad con sus vecinos. Nuestros electrodos permiten un equilibrio entre mucha superficie y mucha luz, esta estructura funciona como un rascacielos de cristal”.

Mientras las algas crecían, los investigadores iban extrayendo la energía residual que les servía para alimentar energéticamente a los dispositivos electrónicos. De esta manera, descubrieron que estas bacterias eran más eficientes a la hora de producir energía que otras tecnologías bioenergéticas, como los biocombustibles.

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