Es de suma importancia mover de los fusibles combustibles hacia la producción de energía más sostenible. Por lo tanto, un grupo de investigadores de Concordia está examinando la posibilidad de obtener energía de las algas, la cual no solo produce emisiones de carbono sino lo elimina en el proceso de función.

Recientemente, investigadores del Laboratorio de Biomicrosistemas Ópticos publicaron un nuevo artículo sobre este tema en la revista Energías. En él, explican su método para recolectar energía del proceso fotosintético de las algas suspendidas en una solución única y almacenarla en pequeñas células de energía.

Cuando se configuran correctamente, estas células tienen la capacidad de producir suficiente energía para alimentar dispositivos de bajo y ultrabajo consumo, como los sensores del Internet de las cosas (IoT).

“La idea de una celda de energía microfotosintética es extraer los electrones producidos por el proceso de fotosíntesis”, dijo Kiran Kumar Karvanashti, Ph.D 20, quien ahora es asociado postdoctoral de Mitakes en la Universidad de Calgary.

“La fotosíntesis produce oxígeno y electrones. Nuestro modelo atrapa los electrones, lo que nos permite generar electricidad. Entonces, más que ser una tecnología de cero emisiones, es una tecnología de emisiones negativas de carbono: proviene de la atmósfera. Absorbe dióxido de carbono y te da corriente. , su único producto es el agua.”

Electricidad generada día y noche

La cámara de ánodo y cátodo en la celda de energía microfotosintética se divide en parte por una membrana que intercambia protones en forma de panel. Los investigadores construyeron microelectrodos a ambos lados de la membrana para recolectar los gases liberados por las algas durante la fotosíntesis. Sólo dos centímetros por dos centímetros por cuatro milímetros se mide cada cámara.

Las algas quedan suspendidas en dos mililitros de solución en la cámara anódica mientras el cátodo se llena de ferricianuro potásico, un tipo de aceptor de electrones. Los electrodos de la membrana recogerán los electrones liberados por la fotosíntesis y generarán una corriente después de las algas.

Sin embargo, como resultado de que los protones ingresan a la célula a través de la membrana y causan oxidación, el contenido de ferrocianuro de potasio disminuirá.

El coautor del artículo y candidato a doctorado, Dhilapan Panneerselaam, explica que este proceso funciona incluso sin luz solar directa, aunque con menor intensidad.

“Al igual que los humanos, las algas respiran constantemente, pero absorben dióxido de carbono y liberan oxígeno. Debido a su maquinaria de fotosíntesis, también liberan electrones durante la respiración. La producción de electricidad no se detiene… Los electrones se recolectan continuamente”.

El profesor Muthukumaran Pekirsamy, autor del artículo correspondiente y del Departamento de Ingeniería Mecánica, Industrial y Aeroespacial, admite que el sistema aún no es capaz de competir con otros en la generación de energía, como las células fotovoltaicas. La celda de energía microfotosintética tiene un terminal de voltaje máximo de solamente 1,0 V.

Sin embargo, se cree que con suficiente investigación y desarrollo (incluidas tecnologías de integración asistidas por inteligencia artificial) la tecnología tiene el potencial de convertirse en una fuente de energía sostenible, limpia y asequible en el futuro.

“Nuestro sistema no utiliza ninguno de los gases peligrosos o microfibras necesarias para la tecnología de fabricación de silicio de la que dependen las células fotovoltaicas. Además, los chips de computadora de silicio no son fáciles de eliminar. Usamos polímeros biocompatibles, por lo que todo el sistema es fácilmente degradable y barato para producir en masa.”