Biofotovoltaica: la propuesta para convertir hongos en paneles solares

Sudeep Joshi et al. / Nano Letters, 2018

Investigadores estadounidenses han propuesto usar hongos como base para paneles solares biológicos que producen electricidad gracias a cianobacterias fotosensibles. Los experimentos con prototipos impresos en 3D mostraron que los hongos aumentan la tasa de supervivencia de las bacterias después de la impresión, dicen los autores del artículo en Nano Letters.

Además de la tecnología clásica para la creación de paneles solares, existe un área menos popular: la biofotovoltaica, que utiliza bacterias que convierten luz solar en corriente eléctrica. Para ello, como regla general, los científicos utilizan algas verdeazuladas. Estas cianobacterias dividen las moléculas de agua en oxígeno molecular, ion de hidrógeno y electrón en presencia del agua y la luz. Este electrón puede ser capturado por un electrodo, y luego ser usado en otro electrodo para convertir de manera inversa el oxígeno y el hidrógeno en agua.

Los científicos ya han creado bastantes variantes de este panel solar biológico, pero hasta el momento todos siguen siendo solo prototipos de laboratorio. Una de las razones es que la vida útil de las bacterias no es suficiente para un uso real debido a la insuficiente biocompatibilidad de los elementos restantes del panel, las condiciones inadecuadas u otros factores.

Manu Mannoor y sus colegas de la Universidad Tecnológica Stevens propusieron aumentar la vida útil de las cianobacterias en dispositivos biofotovoltaicos mediante el uso de un hongo como sustrato. Gracias a dicho portador, las bacterias reciben la humedad necesaria del suelo a través de pequeños canales del hongo. Además, proporciona a las bacterias una temperatura y un pH óptimos.

Capas de hidrogel con bacterias y rutas de conducción de grafeno en un modelo real de hongo y polímero

Sudeep Joshi et al. / Nano Letters, 2018

Los investigadores han creado dos tipos de tinta para poder imprimir en un hongo, en este caso, el champiñón. Uno de los materiales está basado en hidrogel de alginato de sodio, al que se le agrega el medio nutriente para las bacterias y lbacterias del género Anabaena. El segundo material de impresión es una mezcla conductora de dos ionómeros PEDOT: PSS, a los que se agregan nanocintas de grafeno. 

La supervivencia de las bacterias en el hongo real (verde) y el hongo artificial (rojo), así como en la forma de películas separadas de una mezcla de dos materiales.

Sudeep Joshi et al. / Nano Letters, 2018

La medición de las características eléctricas mostró que la corriente máxima producida es de aproximadamente 67 nanoamperios. Además, este hongo como sustrato aumenta significativamente la tasa de supervivencia en comparación con el uso de un sustrato artificial.

 

María Cervantes
Esta noticia ha sido publicada originalmente en N+1, ciencia que suma.

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