En el Instituto de Física y Matemáticas de la Universidad Tecnológica de la Mixteca (UTM) estudian celdas de combustible microbianas, mediante las cuales es posible producir energía eléctrica. La particularidad de estas celdas es que utilizan desechos de alimentos como fuente generadora de energía, es decir a través de la oxidación de compuestos.

El maestro en ciencias Maxvell Jiménez Escamilla, adscrito al Instituto de Física y Matemáticas de la UTM, realiza el estudio como parte de su línea de investigación en bioenergía. Las celdas generan energía mediante la oxidación de compuestos como azúcar y acetatos, que son principalmente desechos de la industria alimenticia.

En entrevista para la Agencia Informativa Conacyt, el investigador detalló que la celda son un artefacto que consta de una cámara nódica y una cámara catódica. En la cámara nódica se encuentran los microorganismos que consumen la fuente del carbono (los desechos) y al efectuarse el proceso de oxidación, se emiten en el medio electrones y iones de hidrógeno (H); posteriormente, los electrones fluyen por una resistencia externa, mientras que los iones de hidrógeno viajan de la cámara nódica a la catódica a través de una membrana intercambiadora de protones y, finalmente, en la cámara catódica se recombinan para formar agua en presencia de oxígeno.

“Es importante ir alimentando la cámara nódica con la fuente de carbono para que se mantenga un proceso constante. En el diseño realizado se debe alimentar la celda cada 15 horas para preservar los microorganismos”, expuso el investigador.

En el proceso, los microorganismos consumen la glucosa de donde se desprenden varios productos metabólicos y se presentan iones y electrones de hidrógeno. La energía obtenida se almacena en una batería recargable y puede utilizarse para alimentar dispositivos móviles.

“El estudio no se centra solo en términos de arquitectura, diseño y uso de materiales, sino en la modelación de las leyes que estén gobernando, leyes biológicas, químicas y físicas para entender cómo crece este microorganismo y cómo pudiera producir más electricidad. Una vez entendido el proceso, estaremos más cerca de modelar o crear artefactos con los requerimientos que deseemos”, explicó Maxvell Jiménez.

En la investigación halló un parámetro que indica la eficiencia del sistema, y como resultado obtuvo un modelo matemático que, mediante los rendimientos microbianos, permite conocer el alcance de corriente máxima del artefacto antes de realizar el diseño.

La investigación es una colaboración entre la UTM, el Instituto Tecnológico de Toluca (que pertenece al sistema del Tecnológico Nacional de México) y el Laboratorio Labcitec, en donde participan también el doctor Manuel Borja Salín y el doctor Claudio Garibay Orijel. Para finalizar, el investigador Maxvell Jiménez destacó que es viable utilizar los residuos orgánicos de las empresas alimenticias que comúnmente terminan en los ríos generando contaminación y aroma desagradable debido a la oxidación de los compuestos.