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Baterías biodegradables: pilas de combustible fúngicas impresas en 3D
La investigación en energías renovables avanza rápidamente, y una nueva innovación promete transformar el panorama: una pila de combustible fúngica biodegradable. Científicos del laboratorio de Materiales de Celulosa y Madera de Empa han desarrollado esta batería viviente mediante impresión 3D. Este dispositivo podría proporcionar energía a sensores agrícolas o de investigación en regiones remotas, y una vez completada su misión, se degrada naturalmente desde el interior.
Los hongos: más que simples organismos
Los hongos, más cercanos a los animales que a las plantas, abarcan una diversidad sorprendente. Desde setas comestibles hasta mohos, y desde microorganismos unicelulares hasta el organismo más grande de la Tierra, estos organismos han demostrado ser versátiles. Además de su uso en medicina, ahora se les ha encontrado una nueva capacidad: generar electricidad.
El equipo de Empa ha trabajado durante tres años en esta pila de combustible microbiana que utiliza hongos para producir energía. Aunque su capacidad eléctrica es modesta, genera suficiente energía para alimentar un sensor de temperatura durante varios días. La principal ventaja de esta pila es que es completamente no tóxica y biodegradable, a diferencia de las baterías convencionales.
El funcionamiento de las pilas fúngicas
Estas pilas de combustible no funcionan como baterías tradicionales. Se basan en el metabolismo de microorganismos que transforman nutrientes en energía, capturando parte de esta como electricidad. Hasta ahora, la mayoría de estas pilas utilizaban bacterias. Sin embargo, por primera vez, los investigadores combinaron dos tipos de hongos para crear un sistema funcional.
En el ánodo, se emplea un hongo de levadura que libera electrones durante su metabolismo. En el cátodo, un hongo de podredumbre blanca produce una enzima especial que captura y conduce estos electrones fuera de la batería. Este diseño innovador demuestra cómo el metabolismo de los hongos puede aprovecharse para generar energía de forma sostenible.
La impresión 3D: un aliado clave
La estructura de la batería se fabrica íntegramente mediante impresión 3D, lo que permite diseñar electrodos optimizados para que los hongos accedan fácilmente a los nutrientes. La tinta utilizada en la impresión está compuesta por celulosa, un material biodegradable que también sirve como fuente de alimento para los hongos. Al final de su vida útil, los hongos descomponen la batería de forma natural.
Además, estas baterías pueden almacenarse en estado seco y activarse al añadir agua y nutrientes simples, como azúcares. Esto facilita su transporte y uso en ubicaciones remotas, sin necesidad de complejos sistemas de carga.
Retos y próximos pasos
Trabajar con materiales vivos como los hongos presenta desafíos únicos. La tinta debe ser lo suficientemente suave para no dañar las células durante la impresión, pero también debe ser conductiva y biodegradable. El equipo multidisciplinario, que combina microbiología, ciencia de materiales e ingeniería eléctrica, ha logrado superar estos obstáculos iniciales.
Actualmente, los investigadores están explorando formas de aumentar la potencia y duración de estas baterías. Además, buscan identificar otras especies de hongos que puedan generar energía de manera más eficiente. El potencial de los hongos en la ciencia de materiales sigue siendo un terreno poco explorado, pero con aplicaciones prometedoras.
Impacto en la sostenibilidad y el medio ambiente
Las pilas de combustible fúngicas podrían revolucionar sectores como la agricultura, el monitoreo ambiental y la investigación científica en áreas remotas. Al ser biodegradables, eliminan el impacto negativo asociado a las baterías tradicionales, que suelen contener metales pesados y compuestos tóxicos.
Este desarrollo no solo ofrece una alternativa ecológica, sino que también abre la puerta a nuevas formas de integrar materiales vivos en la tecnología moderna. En un mundo que busca desesperadamente soluciones sostenibles, los hongos pueden ser la clave para un futuro más limpio y respetuoso con el medio ambiente.
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