Un sistema genera electricidad a partir de la fermentación alcohólica

Uno de los principales problemas a los que se enfrenta la sociedad es el del gran crecimiento a escala mundial de la demanda energética. Las tecnologías alternativas no fósiles y no nucleares se ven como fuentes energéticas prometedoras, aunque todavía no son completamente competitivas.

Existen sistemas microbiológicos que permiten la conversión directa de biomasa en electricidad mediante bacterias electrogénicas -que producen electrones al oxidar la materia orgánica-. Son los dispositivos conocidos como celdas de combustible microbianas (denominadas genéricamente como MFC’s, del inglés Microbial Fuel Cell).

El rendimiento energético en la tecnología de MFC’s ha aumentado drásticamente en los últimos años, principalmente mediante el aumento de la proporción entre el área de los electrodos y el volumen del reactor, pero los resultados más eficaces obtenidos en dichas tecnologías se han producido a pequeña escala (en dispositivos de volúmenes inferiores a 1 litro).

Por lo tanto es necesario el desarrollo de mejoras tecnológicas en procedimientos de obtención de energía eléctrica a partir de cultivos microbiológicos.

Investigadores de la Universitat de València -integrante del ecosistema de innovación GlobalImasT, de eGauss- han demostrado la producción de energía eléctrica a partir de cultivos de microrganismos exotérmicos mediante el efecto termoélectrico, es decir, mediante la conversión del calor producido como consecuencia del crecimiento microbiano, en energía eléctrica.

Manuel Porcar, investigador del Instituto Cavanilles de Biodiversidad y Biología Evolutiva (ICBiBE) de la UV, -destaca la "universalidad" de este procedimiento, ya que es aplicable a cualquier cultivo exotérmico existente, como la fermentación alcohólica en industrias como la agroalimentaria, o en el tratamiento de residuos. Asimismo, permite una mayor supervivencia del cultivo microbiano ya que permite mantener la temperatura interna del cultivo "en un margen óptimo" para conseguir el producto final.

Además, han desarrollado el dispositivo necesario para conseguir dicha transformación energética de forma eficiente. Esta conversión del calor producido por el crecimiento de cultivos microbianos exotérmicos en electricidad, permite el diseño de dispositivos productores de energía eléctrica que pueden ser acoplados a diferentes tipos de reactores microbianos.

El funcionamiento del sistema, explica Porcar, es simple: "El efecto termoeléctrico se basa en la utilización de la diferencia de temperatura entre el cultivo microbiano, que está caliente, y un líquido refrigerante, o bien simplemente el ambiente. Mediante el efecto termoeléctrico, se produce electricidad".

Se podrían implementar dispositivos a muy distintas escalas, desde dispositivos portátiles con microorganismos como fuente energética, hasta módulos listos para ser utilizados en cualquier industria biotecnológica.

Aplicaciones

Además, explica la descripción de la patente en la web de la Generalitat Valenciana, es posible obtener un medio de producción energética que puede incorporarse en el desarrollo futuro de instalaciones eléctricas celulares, basadas en microbiología, que podrían ser útiles para la producción local de electricidad y el reciclado de calor a partir de una amplia gama de procesos microbiológicos.

El procedimiento es aplicable a cualquier cultivo exotérmico existente de cualquier tipo de industria, como la agroalimentaria o la biotecnológica, aprovechando de forma eficiente el calor producido en procesos como las fermentaciones alcohólicas (vino, cerveza), la biorrecuperación, el tratamiento de residuos, la digestión aerobia térmica autotrófica, para la generación de energía eléctrica.

Otra de las ventajas aportadas por la invención es el aprovechamiento de un subproducto indeseable como es el calor metabólico de las fermentaciones microbianas.

Global ImasT, con la participación de la UV entre otras universidades españolas, celebrará su evento anual en noviembre.