Científicos de la Universidad de Massachusetts Amherst han desarrollado un dispositivo innovador que utiliza una proteína natural para generar electricidad a partir de la humedad del aire. Esta tecnología, denominada "Air-gen" o generador de aire, tiene el potencial de revolucionar el futuro de la energía renovable, el cambio climático y la medicina. El dispositivo, creado por los laboratorios del ingeniero eléctrico Jun Yao y el microbiólogo Derek Lovley, utiliza nanocables de proteína producidos por el microbio Geobacter para generar corriente eléctrica a partir del vapor de agua presente en la atmósfera.
El Air-gen, que conecta electrodos a los nanocables de proteína de manera que se produce electricidad, ofrece una fuente de energía limpia que funciona las 24 horas del día. Según Yao, esta tecnología no contaminante y de bajo costo puede generar electricidad incluso en ambientes con baja humedad, como el desierto del Sahara. A diferencia de otras formas de energía renovable como la solar y la eólica, el Air-gen no depende de la luz solar o el viento, y puede operar en interiores.
Un sistema creado con nanocables de proteína
El funcionamiento del Air-gen se basa en una película delgada de nanocables de proteína, de menos de 10 micrones de espesor, que absorbe vapor de agua del aire. La combinación de la conductividad eléctrica y la química de superficie de los nanocables, junto con los poros finos entre los nanocables, crea las condiciones necesarias para generar una corriente eléctrica entre los dos electrodos. Actualmente, los dispositivos Air-gen pueden alimentar pequeños aparatos electrónicos, y los investigadores planean llevar la invención a una escala comercial pronto.
Para usar en monitores de salud
Uno de los próximos pasos en el desarrollo del Air-gen es crear un parche pequeño que pueda alimentar dispositivos electrónicos portátiles como monitores de salud y relojes inteligentes, eliminando así la necesidad de baterías tradicionales. Además, Yao vislumbra aplicaciones a gran escala, como la incorporación de esta tecnología en la pintura de paredes para ayudar a alimentar hogares o la creación de generadores de aire independientes que suministren electricidad fuera de la red.
Para facilitar la producción en masa de los nanocables de proteína, el laboratorio de Lovley ha desarrollado una nueva cepa microbiana que permite producir estos nanocables de manera rápida y económica. "Convertimos a E. coli en una fábrica de nanocables de proteína", explicó Lovley. Este proceso escalable asegurará que el suministro de nanocables no sea un obstáculo para el desarrollo de aplicaciones comerciales del Air-gen.
Un descubrimiento fortuito
El descubrimiento del Air-gen es el resultado de una colaboración interdisciplinaria inusual. Lovley descubrió el microbio Geobacter en el barro del río Potomac hace más de 30 años y posteriormente identificó su capacidad para producir nanocables de proteína conductores de electricidad. Antes de unirse a la Universidad de Massachusetts Amherst, Yao trabajó en la Universidad de Harvard, donde diseñó dispositivos electrónicos con nanocables de silicio. La combinación de sus conocimientos ha dado lugar a esta innovadora tecnología, que promete abrir una nueva era de dispositivos electrónicos basados en proteínas.
Además del Air-gen, el laboratorio de Yao ha desarrollado varias otras aplicaciones utilizando nanocables de proteína. Este es solo el comienzo de una nueva era de dispositivos electrónicos basados en proteínas, afirmó Yao. La investigación ha recibido apoyo de diversas instituciones, incluyendo la Fundación Nacional de Ciencias y el Instituto de Ciencias de la Vida Aplicadas de la Universidad de Massachusetts Amherst, subrayando el potencial de esta tecnología para generar electricidad limpia y sostenible de manera continua, independientemente de las condiciones climáticas.
