Investigadores de la Universidad de Pennsylvania desarrollaron un prototipo de pila que usa bacterias para generar electricidad al mismo tiempo que limpia las aguas residuales. “Este prototipo constituye una estrategia completamente novedosa para el tratamiento de aguas residuales”, señalaron sus inventores.
Las pilas de combustible convierten la energía química del combustible, como el hidrógeno, en electricidad. En cambio, en una pila de combustible que usa bacterias, éstas metabolizan su alimento (en este caso la materia orgánica de las aguas residuales) para liberar electrones, lo que genera una corriente eléctrica estable.
La pila diseñada por los investigadores es un cilindro de plexiglás (plástico transparente ampliamente usado para botellas, recipientes, lentes de contacto, etc.) del tamaño de una botella de gaseosa. Este cilindro contiene ocho ánodos periféricos de grafito sobre los que se pegan las bacterias y un cátodo central.
Los desechos líquidos provenientes de industrias, comercios o domicilios particulares son introducidos como un flujo continuo en el cilindro para alimentar a las bacterias y así liberar electrones al circuito eléctrico y iones hidrógeno a la solución. Los iones pasan a través de una membrana que intercambia protones para alcanzar el cátodo. En el cátodo, el oxígeno, los iones de hidrógeno y los electrones se combinan para formar agua. Esto nunca se aplicó para los desechos líquidos domésticos.
Además de adaptarse a los tratamientos actuales de aguas residuales, esta pila reduce la necesidad de aireación que requieren los sistemas de tratamiento y que demandan energía. Si estas pilas “bacterianas” se aplicaran a gran escala, podrían reducirse considerablemente los costos energéticos del tratamiento de aguas residuales.
Los investigadores reconocen, sin embargo, que se debe reducir el costo de estas pilas con el fin de extender su uso. “No podremos usar grafito en los ánodos, Nafion en la membrana de intercambio y platino en el cátodo.”
Los especialistas trabajan en el empleo de materiales más baratos. También admiten que todavía tienen mucho por aprender sobre cómo las bacterias generan electricidad. Es una reacción en comunidad. Apenas estamos empezando a apreciar y entender la complejidad de la comunidad bacteriana necesaria para generar electricidad a partir de aguas residuales.
