Investigadores diseñaron un electrodo capaz de hacer crecer microbios que viven de pequeñas corrientes eléctricas

La novedad es que los investigadores han logrado hacerlo en mantantiales alcalinos y calientes del Parque Nacional de Yellowstone – WSU

Científicos de la Universidad de Montana y de la Universidad Estatal de Washington han creado un dispositivo que ha promovido el crecimiento de bacterias capaces de alimentarse y de respirar electricidad.

En un artículo recientemente publicado en la revista Journal of Power Sources, los autores han mostrado cómo un sistema basado en un ánodo y un cátodo es capaz de permitir el crecimiento de microbios naturales. Lo han hecho en cuatro manantiales calientes y alcalinos situados en la Heart Lake Geyser Basin, en el Parque Nacional de Yellowstone (EE. UU.).

«Esta es la primera vez que este tipo de bacterias fue recogida in situ en este ambiente extremo de manantiales alcalinos y calientes», ha explicado en un comunicado Abdelrhman Mohamed, primer autor del estudio. En concreto, los microbios recogidos en los electrodos son capaces de vivir a temperaturas de 45 a 91ºC y a pHs de 8,5 a 8,7.

Los autores del estudio desarrollaron un potenciostato de bajo coste y operado por una batería, para crear un potencial entre dos electrodos que sumergieron en las aguas de los manantiales. Además, observaron que este dispositivo era capaz de crear dicho potencial durante periodos largos de tiempo.

De hecho, pasados 32 días, los investigadores recogieron los electrodos y pudieron constatar que sobre el metal habían crecido distintos microorganismos. En el ánodo unos que se «comían» la electricidad (esto quiere decir que son capaces de aprovechar la corriente de electrones generada por el electrodo para obtener energía) y, en el cátodo, los que respiran electricidad (esto quiere decir que usan el metal como aceptor de electrones, al igual que las células humanas usan el oxígeno como aceptor de electrones). Además, los científicos registraron pequeñas diferencias de potencial causadas por el crecimiento de estas bacterias.

Ricardo Amils, catedrático de microbiología en la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), ha explicado a ABC que este no es un trabajo novedoso, salvo por el ambiente donde se ha llevado a cabo, y que forma parte de un campo de investigación iniciado hace muchos años que trata de investigar el desarrollo de biopilas: «La idea es encontrar microbios capaces de generar corrientes eléctricas que sean de utilidad, a la vez que se degradan compuestos contaminantes, como materia orgánica», ha dicho.

De hecho, Amils ha participado en varias investigaciones que han trabajado en este concepto y que ha llevado a aislar y secuenciar microbios y a patentar dispositivos aptos para las aguas de Río Tinto, en Huelva.

«Cuando creas esa diferencia de potencial –con los electrodos– los microbios interesados se adhieren al metal», ha detallado.

El problema de estos intentos es que «la cantidad de corriente que se puede generar –con estos microbios– hoy por hoy no es de utilidad», en opinión del catedrático. «Por ello, este es un campo que todavía se está explorando».

Por el momento, las mayores trabas surgen porque es necesario regenerar estos cátodos y porque los materiales usados para los electrodos son caros.

Biopilas y limpieza de contaminantes

En la actualidad se está investigando la interacción entre electrodos y microbios para comprender cómo ocurre la transferencia de electrones (electricidad). Se explora la aplicación de estos sistemas para producir energía eléctrica, convertir materia orgánica en energía o fabricar moléculas útiles, como hidrógeno, etanol o peróxido de hidrógeno. Además, estas biopilas también son útiles para eliminar contaminantes, un proceso que se conoce como biorremediación.

Aunque quizás suene llamativo pensar que un microbio respira o come electricidad, en realidad todos los seres vivos lo hacen de una forma o de otra. Las bacterias, por ejemplo, obtienen energía de moléculas que pueden oxidar y de las que pueden obtener electrones (como el azúcar o las proteínas) y respiran otras moléculas que pueden reducir, para «soltar» estos electrones, como el oxígeno (igual que nosotros), el nitrato, el ión férrico o el dióxido de carbono. De esta forma, oxidando una cosa y reduciendo otra, se genera una pequeña corriente eléctrica dentro de las células que les permite obtener energía útil.