Investigadores encuentran un método eficiente para almacenar energía renovable a gran escala

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Bioingenieros de la Universidad de Cornell han encontrado una manera eficiente de absorber y almacenar energía renovable del sol a gran escala y bajo costo, al tiempo que secuestran el dióxido de carbono atmosférico para usarlo más tarde como biocombustible.

Lo más interesante es que todo el trabajo lo realizan millones de microbios.

Buz Barstow, profesor asistente de ingeniería biológica y ambiental en la Universidad de Cornell, y el candidato a doctorado Farshid Salimijazi han reunido soluciones teóricas y modelos que calculan la eficiencia de los microbios, que podrían recibir una corriente eléctrica y convertirla en dióxido de carbono de un forma cinco veces más eficiente que la fotosíntesis, el proceso por el cual las plantas convierten la luz solar en energía química.

«Pronto, estaremos viviendo en un mundo con abundante electricidad renovable», dijo Barstow. «Pero para llevar la abundante energía a la red, necesitaremos un almacenamiento de energía con una capacidad miles de veces mayor que la que tenemos hoy».

La investigación, «Restricciones en la eficiencia de producción de la ingeniería electromicrobiana», se publicó en octubre en la revista Joule. Salimijazi es el autor principal.

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Las tecnologías de producción electromicrobiana fusionan la biología y la electrónica para que la energía obtenida del viento, el sol y el agua se pueda convertir en electricidad renovable en forma de polímeros que puedan resolver el almacenamiento de energía (microbios diseñados). Resolviendo un problema de almacenamiento, estos microbios se pueden usar a demanda o para crear combustibles de transporte bajos en carbono.

«Necesitamos pensar en cómo podemos almacenar energía para los días de lluvia o para cuando el viento no sopla», dijo, y señaló que la tecnología de baterías o celdas de combustible pueden ocupar mucho espacio. «Necesitamos soluciones sobre cómo almacenar esta gran cantidad de energía de forma barata y limpia».

En el artículo, los investigadores sugieren aprovechar la electrosíntesis microbiana, en la que los electrones entrantes se alimentan directamente a un microbio, diseñado a través de la ingeniería genética, que convertiría el dióxido de carbono en moléculas sin carbono. Se necesita más investigación para determinar los mejores microbios para el trabajo.

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La investigadora postdoctoral Alexa Schmitz, miembro del laboratorio de Barstow, dijo que estos microbios diseñados almacenan energía y absorben dióxido de carbono. El CO2 se puede convertir en un combustible que reemplace hidrocarburos, neutralizando de manera efectiva el ciclo del carbono, lo que resulta en emisiones netas de carbono cero.

«Si bien el combustible no sería carbono negativo, la neutralidad de carbono sigue siendo muy buena en este caso», dijo Schmitz. Ese escenario es mucho mejor que la expansión del carbono, dijo. «Queremos poder producir combustible bajo en carbono sin excavar en busca de petróleo o extraer gas del suelo y luego liberarlo a la atmósfera».

«Los microbios actúan como una pila de combustible microscópica eficiente», dijo Barstow, miembro de Cornell Atkinson. «Por eso ofrecemos esta hoja de ruta para conocer las mejores formas de explotar este potencial. Se necesita más investigación para determinar los mejores microbios para el trabajo, ya que todo se reduce a la eficiencia».

Además de Salimijazi, Schmitz y Barstow, los otros coautores son Jaehwan Kim, estudiante de doctorado en química; Richard Grenville, Philadelphia Mixing Solutions Ltd., Palmyra, Pensilvania; y Andrew Bocarsly, profesor de química en la Universidad de Princeton.

El apoyo financiero fue proporcionado por el Departamento de Energía de los Estados Unidos y el Fondo Burroughs Wellcome.

 
 
 
 
 

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