Para lograr que en el mix energético aumente la penetración de las fuentes de energía renovables, que son de carácter intermitente, la red requiere que la energía se almacene para posteriormente introducirse en ella a gran escala. Sin embargo, en la actualidad, ninguna tecnología existente proporciona tal almacenamiento y recuperación a un bajo coste económico y ambiental. Un equipo de la Universidad de Cornell, en Nueva York, ha estudiado el uso de bacterias electroactivas específicamente diseñadas para eliminar la mayoría de las limitaciones de las tecnologías de almacenamiento de energía actuales. El estudio ha sido publicado en la Revista de Ingeniería Biológica, de acceso libre.
Agregar elementos sintéticos propios de la ingeniería eléctrica podría hacer el proceso todavía más eficiente y productivo que si se utilizan únicamente bacterias. En el estudio se especifica el mejor diseño basado en elementos biológicos y no biológicos en función de las necesidades específicas. "Nuestro enfoque unifica la ingeniería electroquímica biológica y no biológica creando un nuevo método para almacenar energía", afirma Farshid Salimijazi, uno de los autores de la publicación.
La fotosíntesis de las plantas ofrece un ejemplo natural para almacenar energía solar a gran escala y convertirla en biocombustibles en un circuito cerrado de carbono. Captura aproximadamente seis veces más energía solar en un año que la que toda la civilización requiere durante ese mismo periodo de tiempo. Sin embargo, es un proceso muy ineficiente ya que absorbe menos del 1% de la energía solar que llega a las células fotosintéticas.
Las bacterias electroactivas reemplazan la absorción de luz biológica por fotovoltaica. Estos microbios pueden absorber la electricidad en su metabolismo y usar esta energía para convertir el CO2 en biocombustibles. También permiten el uso de otras fuentes renovables para realizar esta conversión.
Las bacterias pueden diseñarse para revertir el proceso, convirtiendo el biocombustible de nuevo en electricidad. Todas estas interacciones pueden ocurrir a temperatura y presión ambiente, lo cual es importante para obtener la mayor eficiencia posible.
Las combinaciones de bacterias diseñadas específicamente y los sistemas electroquímicos pueden logar una eficiencia muy superior a la de la fotosíntesis. Así, un diseño que combine los dos sistemas ofrecerá una solución prometedora para el almacenamiento de energía.
El equipo de investigadores ha recopilado datos del rendimiento que ofrecen los componentes biológicos y no biológicos para implementar sistemas de fijación de carbono y ha identificado los puntos clave para el desarrollo de la investigación y a ingeniería del proceso. "Creemos que la biología juega un papel importante en la creación de una infraestructura de energía sostenible", ha declarado Buz Barstow, director de la investigación y profesor asistente de ingeniería biológica y ambiental.
En el futuro, los investigadores planean usar los datos que han reunido para probar todas las combinaciones posibles de componentes electroquímicos y biológicos, y encontrar, entre las múltiples opciones, las mejores composiciones en términos de eficiencia y capacidad.
