La naturaleza impredecible y la variabilidad de la energía renovable representan los principales obstáculos para un uso generalizado. Una solución es disponer de sistemas de almacenamiento eficientes que permitan explotar los excedentes de electricidad. Para ello, un grupo de investigadores del Instituto de Recursos Naturales de la Universidad de León (ULE) ha desarrollado un estudio científico sobre el comportamiento de la electrosíntesis microbiana (MES), una novedosa tecnología englobada dentro de los procesos de captura y transformación del CO2.
Los avances y resultados de este estudio han sido publicados en la revista científica ‘Journal of Energy Chemestry’, bajo el título ‘La desconexión eléctrica prolongada de un sistema de electrosíntesis microbiana promueve la metanogénesis’.
Electrosíntesis microbiana, MES
La electrosíntesis microbiana (MES por sus siglas en inglés, Microbial Electrosintesis), es una nueva tecnología capaz de convertir una corriente de CO2 y electricidad en combustibles y productos químicos fácilmente almacenables y transportables utilizando microorganismos electroactivos como biocatalizador. Una de sus principales ventajas es que permite la producción de compuestos de carbono de utilidad industrial a partir de CO2 empleando un catalizador de bajo coste (microrganismos). Sin embargo, según explican los investigadores, es imprescindible que estas celdas tengan un potencial eléctrico aplicado y por tanto conexión permanente a suministro eléctrico.
Para poder obtener máximos beneficios de las ventajas que ofrecen estos sistemas, es necesario que la alimentación eléctrica provenga de una fuente de energía renovable. Esta integración puede además servir para almacenar en forma de energía química los excesos de producción de las renovables. A pesar de ello, la naturaleza fluctuante, intermitente e imprevisible de algunas fuentes de energía renovable puede afectar al funcionamiento de estos reactores.
Objetivo de la investigación
El objetivo concreto de este trabajo es evaluar qué impacto tiene una desconexión larga (6 semanas) sobre el funcionamiento, la productividad, el producto final obtenido y la evolución de la comunidad microbiana en un reactor MES que previamente había sido mantenido operando de forma estable más de un año.
El ensayo publicado tiene una duración aproximada de 42 días de operación del reactor y los resultados demuestran que un sistema MES alimentado con carbono inorgánico es robusto frente a interrupciones prolongadas en el suministro eléctrico, recuperando su electroactividad en un plazo muy corto tras la reconexión. Sin embargo, este periodo de desconexión afecta de manera muy importante a la comunidad microbiológica presente y al producto final que se obtiene, puesto que evoluciona desde un reactor dominado por bacterias productoras de ácido acético, hacia un reactor con una arquea metanogénica especialmente predominante y metano (gas combustible) como producto final mayoritario.
La tecnología MES es muy prometedora y actualmente está en fase de desarrollo a escala de laboratorio. Sin embargo, aún queda mucho por investigar y desarrollar en ámbitos tan distintos como la microbiología, materiales, escalado, química o tecnología energética. El tema analizado en este estudio -la conexión de estos sistemas con fuentes de energía renovables-, es uno de los puntos críticos para el desarrollo final de la tecnología ya que es el escenario de aplicación más cercano en términos de viabilidad económica.