Edificios bacterianos: construyendo electrodos porosos para la generacion de corriente utilizando microorganismos electrogénicos

DIEGO A. MASSAZZA,; PARRA, RODRIGO; BUSALMEN, JUAN PABLO; ROMEO, HERNAN

Rosario. Santa Fe.

Congreso; XXIII Congreso Latoamericano de Microbiologia y XIV Congreso Argentino de Microbiologia.; 2016

XXIII Congreso Latoamericano de Microbiologia y XIV Congreso Argentino de Microbiologia.

Uno de los campos de investigación emergentes en el área de energética está relacionado con la preparación de soportes conductores quepermitan confinar cultivos celulares capaces de transformar energía química en corriente eléctrica. La utilización de microorganismoselectrogénicos en la producción de este tipo de ?electrodos híbridos? ha mostrado la capacidad que tienen las bacterias del género GeobacterSulfurreducens para intercambiar electrones con un electrodo polarizado. De esta manera, sobre la superficie del electrodo se desarrollanbiofilms en los que cada célula está conectada eléctricamente a sus vecinas y con el propio electrodo. Sin embargo, esta forma de generarcorriente presenta limitaciones que deben ser solucionadas para su aplicación eficiente. El desarrollo de estos biofilms conduce a una caída depotencial interna debido a la resistencia intrínseca del material biológico conductor. Esta caída determina que una gran parte de las células delbiofilm no contribuya a la producción de corriente (estratificación microbiana). Por este motivo, una de las estrategias que se está utilizandoactualmente es aumentar el área de contacto efectiva entre las bacterias y los soportes conductores mediante la utilización de electrodosporosos. El objetivo de este trabajo fue determinar la arquitectura optima de electrodos cerámicos porosos (modificando el tamaño deporo) que permita obtener la máxima eficiencia en la generación de corriente bacteriana (minimizando de esta forma el proceso deestratificación microbiana). Para tal fin, se utilizó una técnica de congelamiento direccional en la producción de electrodos cerámicosmacroporosos con diferentes tamaños de poro (de 10μm a 70μm de ancho). Una vez obtenidas las plataformas conductoras, se procedió alcrecimiento celular (G. Sulfurreducens) en su interior. El incremento en el tamaño de poro (10μm, 35μm y 70μm) condujo a un aumento en ladensidad de corriente obtenida (9.5; 19 y 21.5 KA.m‐3, respectivamente). Las modificaciones en la arquitectura del electrodo permitieron lograrun aumento de 30 veces en la densidad de corriente en comparación con la producida por las bacterias sobre una barra de grafito utilizadacomo material control. A partir de estos resultados concluimos que el aumento en el tamaño de poro conduce a una mayor accesibilidad de lasbacterias y nutrientes en el interior del electrodo, aprovechando una mayor superficie y disminuyendo simultáneamente la probabilidad delbloqueo de los poros por acumulación de bacterias. Las densidades de corriente obtenidas se encuentran dentro del rango requerido para unapotencial aplicación en el campo bioenergético.