Un grupo de ingenieros de la Universidad de Utah (Estados Unidos) desarrollaron la primera pila que funciona a una temperatura ambiente y usa enzimas para producir energía a partir del combustible para aviones. La novedad es que lo hace sin necesidad de que el explosivo material haga combustión, como informó el Centro de Noticias de la Universidad de Utah. Las pilas pueden utilizarse para alimentar sensores y dispositivos electrónicos portátiles como celulares o computadores portátiles. También, como generadores de electricidad en algunos edificios o en vehículos que funcionan con ellas, como los carros de hidrógeno.
La pila, también llamada celda de combustible, es similar a una batería porque es un dispositivo electroquímico que produce energía. Pero a diferencia de las baterías, las pilas de combustión necesitan una fuente externa de combustible y de oxígeno u otro agente oxidante. En una batería, como la de los celulares, los electrodos (conductores de electricidad) solo conducen energía si tienen algún nivel de carga. En cambio, en esta pila, la energía eléctrica se genera por medio de un proceso de catálisis, que sirve para aumentar la velocidad de una reacción química gracias a la intervención de los catalizadores, los cuales son químicos que ayudan a que este procedimiento se genere adecuadamente.
Para el estudio, el grupo de la Universidad de Utah investigó el propulsor para aviones ‘Jet Propellant-8’ o ‘JP-8’, un combustible con una base de queroseno que es usado por el Ejército de los Estados Unidos en condiciones extremas, como desiertos o a temperaturas bajo cero.
La autora principal del estudio, Shelley Minteer, que es profesora de ingeniería y química en la Universidad de Utah, afirmó que “uno de los mayores avances de esta investigación es la habilidad de usar directamente el propulsor para aviones ‘JP-8’ en una pila combustible sin tener que operar a altas temperaturas y remover las impurezas del sulfuro. Este trabajo muestra que el ‘JP-8’ y otras sustancias pueden ser usadas como combustibles para las pilas de baja temperatura”.
El propulsor ‘JP-8’ no sirve para producir energía con las pilas tradicionales ni con las técnicas estándar porque contiene sulfuro, un compuesto que les quita potencia a los catalizadores que oxidan el combustible en estas pilas. Con los métodos normales, el proceso es ineficaz, porque sólo el 30% del combustible se convierte en electricidad.
Para superar estas dificultades, los científicos utilizaron el ‘JP-8’ en una pila enzimática en la que sirve como combustible y las enzimas (proteínas) sirven como catalizadores. Para el proceso de catálisis, se utilizan dos enzimas, alcano monooxigenasa y alcohol oxidasa. Los investigadores descubrieron que la presencia del sulfuro no reducía la producción de energía.
En el futuro, el grupo de investigación quiere concentrarse en mejorar el diseño de la pila combustible y en aumentar su eficiencia. Otros científicos que participaron en el estudio son Michelle Rasmussen y Mary Arugula, con un posdoctorado de la Universidad de Utah; Yevgenia Ulyanova, Erica Pinchon, Ulf Lindstrom y Sameer Singhal de la Corporación de Investigación CFD de Hunstville, Alabama. Fue financiada por la compañía Northrop Grumman y la Fundación Nacional de Ciencia.
Imagen: Ronnie Macdonald (vía Flickr).
