Las celdas biofotovoltaicas (BFV) son células de combustible que usan el poder de la fotosíntesis en organismos microscópicos para crear electricidad. Un nuevo diseño que usa algas genéticamente modificadas es más poderoso que los intentos previos, e incluso permite su almacenamiento. Sería una alternativa sustentable y rentable, especialmente para países en desarrollo.
Investigadores de la Universidad de Cambridge han desarrollado una nueva célula de combustible que funciona con algas, y que es cinco veces más eficiente que los modelos existentes que usan plantas microscópicas y algas convencionales. Este nuevo diseño no solo es más eficiente, también es más rentable y práctico que los intentos anteriores.
Estas células de combustible alimentadas con algas, descritas en un estudio de la revista Nature Energy, son un tipo de dispositivo biofotovoltaico (BFV), también conocido como células bio-solares. Los aparatos BFV recolectan energía solar y la convierten en corriente eléctrica utilizando las capacidades fotosintéticas de microorganismos como las algas. Esta es una fuente de energía alternativa, respetuosa con el medio ambiente y además rentable.
La versión del equipo de Cambridge utilizó algas genéticamente modificadas que funcionan de manera más eficiente que lo normal, minimizando la cantidad de electricidad que se disipa sin uso durante la fotosíntesis.
Además, en versiones anteriores de celdas BFV, la carga (recolección de luz y generación de electrones) y la entrega de energía (transferencia al circuito eléctrico) se han ubicado dentro del mismo compartimento. En los sistemas donde esto es cierto, los electrones se generan justo donde han sido liberados. En este nuevo enfoque, los investigadores desarrollaron un sistema de dos compartimentos donde los procesos de carga y entrega están separados.
Energía Verde
«La carga y la entrega de energía a menudo tienen requisitos contradictorios», explicó Kadi Liis Saar, del Departamento de Química de la Universidad de Cambridge, en un comunicado de prensa. «Por ejemplo, la unidad de carga debe estar expuesta a la luz solar para permitir una carga eficiente, mientras que la parte de entrega de energía no requiere exposición a la luz, pero debe ser efectiva para convertir los electrones en corriente con pérdidas mínimas».
Este diseño mejora el rendimiento y permite el almacenamiento, de modo que la energía creada durante el día se pueda guardar y usar de noche o en días nublados. Las células que carecen de dicha capacidad de almacenamiento no serían tan prácticas para un uso comercial generalizado.
En el presente, estas células biosolares todavía no son lo suficientemente potentes para un uso significativo; aunque su densidad de energía de 0.5 vatios por metro cuadrado quintuplica otras células de algas, todavía es solo una décima parte de las que se encuentran en las celdas de combustible solar convencionales.
Como tal, estas células alimentadas con algas probablemente no alimentarán grandes redes pronto. Sin embargo, los autores enfatizaron que podrían ser adecuados para pequeñas aplicaciones en lugares soleados pero subdesarrollados como África, así como también contribuir con el poder de almacenamiento al movimiento impulsor para reemplazar los combustibles fósiles con energía renovable.
- Comunicado de prensa (Universidad de Cambrigde): https://www.cam.ac.uk/research/news/harnessing-the-power-of-algae-new-greener-fuel-cells-move-step-closer-to-reality
- Estudio: https://www.nature.com/articles/s41560-017-0073-0