Los científicos han descubierto cómo millones de toneladas de desechos avícolas, un subproducto agrícola, pueden convertirse en pilas de combustible de hidrógeno limpias y respetuosas con el medio ambiente.
Mundo Agropecuario BET ha leído un artículo de un grupo internacional de investigadores de Suiza y Singapur, publicado por la American Chemical Society, que cuenta cómo se aisló la queratina de las plumas de pollo Se procesan de forma rápida y económica, se convierten en fibrillas de amiloide mediante tratamiento térmico y se procesan posteriormente en membranas para pilas de combustible.
En el aumento proyectado de la demanda mundial de energía, los analistas ven un crecimiento de alrededor del 50% en una generación, lo que requerirá un cambio de materiales derivados de combustibles fósiles a materiales más limpios y procesos de producción más sostenibles.
Los subproductos industriales de origen biológico, como los subproductos de la industria alimentaria, son alternativas atractivas debido a su alto volumen, bajo costo, renovabilidad, biodegradabilidad y propiedades intrínsecas del material.
Dado que las plumas de pollo están compuestas en un 91% de queratina, un equipo de investigadores dirigido por Raffaele Mezzenga, científico de materiales del Instituto Federal Suizo de Tecnología en Zurich, ha encontrado una manera de reutilizar este subproducto agrícola para producir energía renovable.
La industria avícola mundial produce 6 mil millones de toneladas de plumas de pollo cada año, la mayoría de las cuales se descartan o se procesan parcialmente como alimento para animales de granja. El problema no son sólo los residuos, sino también sus consecuencias: cada año se queman unos 40 millones de toneladas de estas plumas, liberando dióxido de azufre y dióxido de carbono.
Mientras tanto, la queratina es en realidad un ingrediente increíblemente útil en muchas industrias, desde la medicina hasta el envasado. Pero el equipo de científicos se fijó un objetivo diferente: producir energía verde centrándose en el componente crítico de las pilas de combustible de hidrógeno.
Las pilas de combustible de hidrógeno generan electricidad combinando hidrógeno con átomos de oxígeno y producen una reacción electroquímica limpia en lugar de combustión. La clave de este proceso es la membrana semipermeable de la célula, a través de la cual los protones pueden viajar para provocar la reacción química deseada.
«Sin embargo, las membranas de las pilas de combustible convencionales están compuestas de polímeros altamente tóxicos que no se degradan ni persisten en el medio ambiente», dice el autor principal Raffaele Mezzenga, científico de materiales del Instituto Federal Suizo de Tecnología en Zurich.
En una membrana de plumas alternativa probada en condiciones de laboratorio, hebras filamentosas de moléculas de proteínas mezcladas con otros ingredientes para aumentar su conductividad eléctrica mostraron una estabilidad increíble en condiciones como las altas temperaturas de una pila de combustible de hidrógeno comercial. Cuando los investigadores la probaron, la pila de combustible fue capaz de convertir hidrógeno y oxígeno en electricidad, como lo demuestra el hecho de que alimentaba dos luces LED, un ventilador y un coche de juguete. Además de la electricidad, el único subproducto de la pila de combustible era el agua.
Mezzenga se siente alentado por la «clara demostración de que los desechos de plumas, que actualmente se incineran o, en el mejor de los casos, se utilizan como alimento para animales, se pueden convertir en membranas para producir energía eléctrica limpia».
Además, se descubrió que la energía generada por la membrana de plumas no sólo es comparable a la de las pilas de combustible tradicionales, sino que además cuesta la mitad y sin el impacto medioambiental habitual. Esta alternativa de incineración de cero emisiones puede ayudar a reducir el importante impacto de las emisiones de la agricultura y al mismo tiempo apoyar la transición a la energía limpia.
Ahora Mezzenga y su equipo están enfocados con entusiasmo en llevar su tecnología de membranas al público general. “Planeamos transformar esta prueba de concepto de laboratorio en una tecnología rentable capaz de producir energía limpia preservando el medio ambiente. Estamos convencidos de que esto se puede hacer a escala industrial”, concluyen los investigadores.
(Fuente: pubs.acs.org.)
