Una forma verdaderamente ecológica de alimentar nuestros dispositivos.

El reloj digital marca las 2:42; los dos puntos parpadeantes cuentan los segundos debajo de un misterioso recuadro verde. En un momento en que la sostenibilidad es más importante que nunca, un equipo de investigadores de Cambridge ha ideado una forma de alimentar dispositivos electrónicos que se toma el encargo al pie de la letra.

“Hemos encontrado una manera de aprovechar un proceso natural de las algas y usarlo para generar electricidad de forma continua, las 24 horas del día, los 7 días de la semana, sin dañar la planta en absoluto”, afirma el Dr. Paolo Bombelli, del Departamento de Bioquímica de la Universidad de Cambridge. Es el líder científico de un proyecto que comenzó hace dos décadas, y su reconocida obsesión por las algas no muestra signos de disminuir.

Estas algas son cianobacterias fotosintéticas: microorganismos acuáticos ancestrales que captan la luz solar y extraen el dióxido de carbono del aire para su crecimiento. Este proceso implica un flujo continuo de electrones —esencialmente electricidad— y el equipo ha descubierto cómo aprovechar una fracción de este flujo para alimentar dispositivos eléctricos.

Las algas viven dentro de una cubierta sellada, y su fotosíntesis produce una corriente eléctrica de baja potencia que sigue fluyendo incluso en la oscuridad.

Al estar basada en un organismo vivo, esta tecnología de “biocélulas” puede seguir produciendo electricidad mientras el equipo logre mantenerla con vida. El récord hasta la fecha es de seis años (y sigue aumentando)…

“Nuestro objetivo es eliminar por completo la necesidad de baterías”, afirma Bombelli.

“Esta es una forma completamente nueva de generar electricidad que tiene la capacidad de funcionar indefinidamente, incluso cuando no hay luz alguna, lo que la convierte en una alternativa mucho más ecológica y a largo plazo que las baterías químicas tradicionales.”

¿Mejor que las baterías convencionales?

“Las baterías desechables, que simplemente se tiran cuando dejan de funcionar, son muy perjudiciales para el planeta y queremos utilizar nuestras biocélulas como sustituto”, afirma el profesor Chris Howe, investigador principal del proyecto en el Departamento de Bioquímica.

Las baterías químicas convencionales se fabrican con materiales extraídos de minas, como el litio, lo que genera diversos problemas ambientales: los métodos de extracción consumen mucha energía, liberan gases de efecto invernadero y provocan degradación ecológica local y destrucción del hábitat. En cambio, las bioceldas están hechas de materiales comunes, económicos y en gran medida reciclables.

La potencia de salida de las biocélulas es baja, por lo que esta tecnología no se puede utilizar en dispositivos que requieren mucha energía. La idea del equipo es usarla para alimentar una gran cantidad de dispositivos que normalmente funcionan con pilas pequeñas y desechables, como mandos a distancia o detectores de humo.

“Nuestra tecnología podría sustituir millones de pequeñas pilas desechables por una fuente de energía mucho más limpia; eso supone un enorme beneficio medioambiental y una perspectiva realmente emocionante”, afirma Howe, y añade: “Existen muchísimas aplicaciones potenciales”.

Esta tecnología resulta prometedora para el suministro eléctrico en zonas rurales aisladas, y Howe afirma que proporcionar energía fácilmente accesible en países de bajos ingresos podría cambiarles la vida. En el África subsahariana, por ejemplo, la telefonía móvil está muy extendida y cuenta con una amplia cobertura, pero las estaciones de carga son muy limitadas en zonas rurales remotas. Si la tecnología se puede ampliar para cargar teléfonos móviles, esto mejorará no solo la comunicación, sino también el acceso a la información y a las herramientas en línea.

El equipo también ve potencial en el uso de bioceldas para alimentar sensores ambientales, por ejemplo, para monitorear la calidad del agua en lugares remotos. Estos requieren un suministro de energía prolongado e ininterrumpido y, dado que a menudo se encuentran en lugares de difícil acceso, deben funcionar de manera confiable sin intervención humana para cambiar las baterías cuando se agotan.

Del laboratorio al mercado

Ahora es el momento de demostrar que las bioceldas tienen una ventaja competitiva sobre las baterías químicas y llevarlas al ámbito comercial. Las subvenciones del Fondo de Aceleración del Impacto BBSRC de la Universidad han permitido al equipo desarrollar aún más sus ideas con la incorporación de la biodiseñadora Lucia Giron y el ingeniero eléctrico Lifu Tan. «Saber cómo funciona la tecnología es una cosa, pero transformarla en un producto es algo muy distinto», afirma Bombelli.

Proveniente del mundo del arte y el diseño, Giron es una incorporación inusual al Departamento de Bioquímica, pero esencial para traducir los descubrimientos del equipo en productos de consumo.

“Mi objetivo es encontrar maneras de convertir estos prototipos de sistemas vivos en soluciones energéticas sostenibles para el mundo real, conectando la investigación científica con la práctica del diseño”, afirma.

El reloj de algas fue una creación de Giron, quien también ha desarrollado una interfaz para sensores de temperatura y una celda de demostración con un diseño impecable. A través de su empresa emergente e- Pho , el equipo se encuentra actualmente en conversaciones con potenciales clientes sobre aplicaciones específicas y, si bien estas se mantienen confidenciales, tienen varias ideas que pueden presentar. Una de ellas utiliza una biocelda para monitorear una planta en maceta en el laboratorio.

“Contamos con sensores que miden la intensidad de la luz alrededor de la planta, la temperatura del aire y la humedad del suelo, todo ello alimentado continuamente por nuestra biocélula.

“Podemos consultar estos datos en una aplicación móvil conectada para saber exactamente qué necesita la planta, por ejemplo, cuándo regarla, para que pueda seguir creciendo sana y fuerte”, dice Tan.

Desde que el equipo comenzó a trabajar en 2006, otros equipos en todo el mundo han empezado a investigar ideas similares, pero Howe afirma que el suyo lleva ventaja. “Hemos sido uno de los centros más importantes del mundo en el desarrollo e investigación de esta tecnología, y nuestros continuos experimentos y mejoras nos han permitido aumentar la potencia de la biocélula más de 20 veces desde que empezamos”, explica.

Fuente: Universidad de Cambridge