Película delgada de nanocables de proteínas que generan electricidad a partir de la humedad atmosférica
Imagen gráfica de una película delgada de nanocables de proteínas que generan electricidad a partir de la humedad atmosférica.

Científicos de la Universidad de Massachusetts Amherst han desarrollado un dispositivo que utiliza una proteína natural para crear electricidad a partir de la humedad del aire, una nueva tecnología que podría tener implicaciones significativas para el futuro de la energía renovable, el cambio climático y la medicina.

Tal y como informa hoy Nature, los laboratorios del ingeniero eléctrico Jun Yao y el microbiólogo Derek Lovley, de UMass Amherst han creado un dispositivo que denominan “Air-gen” (generador de aire), o generador alimentado por aire, con nanocables de proteínas conductoras de electricidad producidas por el microbio Geobacter. El Air-gen conecta electrodos a los nanocables de proteínas de tal forma que se genera una corriente eléctrica a partir del vapor de agua presente de forma natural en la atmósfera.

Literalmente estamos produciendo electricidad del aire“, comenta Yao. “El Air-gen genera energía limpia 24/7“. Lovley, que ha avanzado en materiales electrónicos basados en biología sostenible durante tres décadas, agrega que “es la aplicación más sorprendente y emocionante con nanocables de proteínas hasta la fecha“.

La nueva tecnología desarrollada en el laboratorio de Yao es no contaminante, renovable y de bajo costo. Puede generar energía incluso en áreas con humedad extremadamente baja, como el desierto del Sáhara. Tiene ventajas significativas sobre otras formas de energía renovable, como la solar y la eólica, afirma Lovley, porque a diferencia de estas otras fuentes de energía renovable, el Air-gen no requiere luz solar o viento, e “incluso funciona en interiores“.

Los investigadores explican que el dispositivo Air-gen sólo requiere una película delgada de nanocables de proteínas de menos de 10 micras de espesor. La parte inferior de la película descansa sobre un electrodo, mientras que otro electrodo más pequeño que cubre sólo una parte de la película de nanocables se encuentra en la parte superior. La película absorbe el vapor de agua de la atmósfera. Una combinación de conductividad eléctrica y química de la superficie de los nanocables de proteínas, junto con los poros finos entre los nanocables dentro de la película, establece las condiciones que generan una corriente eléctrica entre los dos electrodos.

Los investigadores comentan que la actual generación de dispositivos Air-gen son capaces de dar energía a pequeños aparatos electrónicos, y esperan llevar esta invención a escala comercial pronto. Los próximos pasos que planean incluyen el desarrollo de un pequeño “parche” Air-gen que puede alimentar dispositivos portátiles electrónicos como monitores de salud o relojes inteligentes, lo que eliminaría la necesidad de baterías tradicionales. También esperan desarrollar Air-gens para smartphones, con el objetivo de eliminar la carga periódica.

Según Yao, “El objetivo final es fabricar sistemas a gran escala. Por ejemplo, la tecnología podría incorporarse en la pintura de la pared, y podría ayudar a alimentar un hogar. O podríamos desarrollar generadores autónomos alimentados por aire que suministren electricidad a la red. Una vez que lleguemos a una escala industrial, espero que podamos hacer grandes sistemas que contribuyan de manera importante a la producción de energía sostenible“.

Continuando con el avance de las capacidades biológicas prácticas de Geobacter, el laboratorio de Lovley, desarrollaron recientemente una nueva cepa microbiana para producir nanocables de proteínas de forma más rápida y económica. “Convertimos a la bacteria E. coli en una fábrica de nanocables de proteínas“, comenta Lovley. “Con este nuevo proceso escalable, el suministro de nanocables de proteínas ya no será un cuello de botella para desarrollar estas aplicaciones“.

Además del Air-gen, el laboratorio de Yao ha desarrollado otras muchas aplicaciones con los nanocables de proteínas. “Este es sólo el inicio de una nueva era de dispositivos electrónicos basados en proteínas”, comenta el ingeniero eléctrico.

Fuente: Nature.

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