Una biocelda de combustible que aprovecha el producto de la fotosíntesis de las plantas para producir electricidad fue desarrollada por un equipo de especialistas del Centro de Investigación Científica de Francia, entre los que se encuentra una argentina. Los resultados del trabajo, publicado en Analytical Chemistry, podrían ser empleados en aplicaciones médicas.
(05/04/10 – Agencia CyTA – Instituto Leloir)-. Expertos del Centro de Investigación Científica de Francia (CNRS, según sus siglas en francés) desarrollaron un prototipo de biocelda de combustible que en el futuro podría tener aplicaciones médicas. Los resultados del trabajo fueron publicados en febrero pasado en la revista Analytical Chemistry.
“Una biocelda de combustible es un dispositivo de funcionamiento similar a una batería, pero donde se alimenta permanentemente al dispositivo con combustible, en lugar de funcionar con un stock fijo del mismo”, explicó a la Agencia CyTA, una de las autoras del estudio, la doctora Victoria Flexer, egresada de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires (FCEyN-UBA) quien en la actualidad realiza estudios de posdoctorado en el grupo de Biosensores y Bioceldas de combustible – dirigido por el doctor Nicolás Mano- del Centro de Investigación Paul Pascal dependiente del CNRS.
“En nuestro laboratorio trabajamos principalmente en el desarrollo de bioceldas de combustible para aplicaciones médicas. Trabajamos en la construcción de una biocelda de combustible de dimensiones diminutas para ser introducida en el cuerpo humano, y de esta forma hacer funcionar pequeños dispositivos de diagnóstico, por ejemplo, sensores de concentración de azúcar en sangre para pacientes diabéticos y sensores de temperatura a ser introducidos en la cercanía a posibles focos de infección, entre otras alternativas”, indicó Flexer quien hizo su doctorado en el Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física de la FCEyN-UBA bajo la dirección del doctor Ernesto Calvo.
El prototipo de biocelda de combustible descrito en la revista Analytical Chemistry fue probado en plantas de tipo cactus. El dispositivo está compuesto de dos electrodos modificados con enzimas, los que convierten la energía de la glucosa y el oxígeno (O2) –productos de la fotosíntesis- en energía eléctrica. Los investigadores del CNRS pudieron observar que la potencia eléctrica era proporcional a la luz que iluminaba la planta.
“La idea de una biocelda de combustible implantada en el cuerpo humano es exactamente la misma que la expuesta para el cactus. En el torrente sanguíneo se encuentran presentes el combustible y el oxidante capaces de hacer funcionar la pila (glucosa y oxígeno). En este sentido, las bioceldas de combustible podrían tener aplicaciones útiles en el campo de la medicina por ser fáciles de implantar y por tener un bajo costo. De todos modos, para transferir estos desarrollos en el ámbito de la medicina es preciso seguir investigando.”, explicó Flexer. Y continuó: “Electrodos similares a los utilizados como bioceldas de combustible pueden utilizarse como sensores para estudiar la fotosíntesis. Nuestros sensores detectan cuánta glucosa, y cuánto oxígeno hay dentro de una planta en forma muy rápida. Leen la concentración en menos de un segundo y además pueden realizar medidas sucesivas.”
Posibles aplicaciones
Asimismo la investigadora argentina residente en Francia, considera que “también es posible pensar que las bioceldas de combustible podrían alimentar en el largo plazo otros pequeños dispositivos electrónicos, como MP3 players, o juguetes para niños. De hecho la compañía Sony ha presentado ejemplos en esta dirección.”
Consultado sobre la relevancia de este trabajo publicado en Analytical Chemistry, el director de la carrera de Ingeniería en Materiales de la Facultad de Ingeniería Química de la Universidad Nacional del Litoral, el doctor Roberto Arce opinó: “Lo considero relevante por lo novedoso dado que abre un amplio espectro de posibilidades en la investigación de este tipo de conversores de energía”.
Asimismo Arce, que se desempeña como investigador del CONICET, destacó que este tipo de dispositivo (la biocelda de combustible) genera energía disminuyendo los índices de contaminación en comparación con los métodos convencionales. En la actualidad, Arce estudia –entre otros proyectos- diversos materiales como el silicio poroso que podrían ser útiles en el desarrollo de sensores biológicos.
Para Flexer, la ciencia es una disciplina dinámica e interactiva. “En un futuro cercano o lejano otros investigadores podrían llegar a inspirarse en nuestro trabajo y nuestras ideas para desarrollar dispositivos de mucha mayor potencia, que eventualmente generen fuentes de energía renovable que se basen en la capacidad de convertir energía solar en corriente eléctrica, o energía química en corriente eléctrica”, concluyó la investigadora.
La biocelda de combustible incorporada en el cactus genera electricidad de acuerdo con el nivel de exposición de la planta a la luz.
Créditos: © Flexer, Mano; Anal Chem, 2010, 82, 1444-1449
La biocelda de combustible dentro del cactus y un gráfico que representa la evolución de la corriente eléctrica asociada a la actividad fotosintética de la planta dependiente de la exposición a la luz.
Créditos: © Flexer, Mano; Anal Chem, 2010, 82, 1444-1449
