Plumas de Pollo: un insumo clave para fabricar Celdas de Hidrogeno

Cada año, se incineran alrededor de 40 millones de toneladas de plumas de pollo. Este proceso no solo libera grandes cantidades de CO2, sino que también produce gases tóxicos como el dióxido de azufre.

Sin embargo, un rayo de esperanza surge desde el corazón de la investigación científica. Un equipo de investigadores de ETH Zurich y la Universidad Tecnológica de Nanyang en Singapur (NTU) ha encontrado una forma de dar un uso valioso a estas plumas. Utilizando un proceso sencillo y respetuoso con el medio ambiente, han logrado extraer la proteína queratina de las plumas y convertirla en fibras ultrafinas conocidas como fibrillas amiloides. Estas fibrillas de queratina se utilizan para fabricar las membranas de las celdas de combustible.

Las celdas de combustible son dispositivos electroquímicos que generan electricidad limpia utilizando hidrógeno como combustible, liberando únicamente calor y agua como subproductos. Se cree que estas celdas podrían desempeñar un papel importante como fuente de energía sostenible en el futuro.

En el centro de cada celda de combustible se encuentra una membrana semipermeable. Esta membrana permite que los protones que libera el hidrógeno pasen a través de ella pero bloquea los electrones, forzándolos a fluir a través de un circuito externo desde el ánodo cargado negativamente hasta el cátodo cargado positivamente, generando así una corriente eléctrica.

Aprovechando los desechos industriales

Hasta ahora, en las celdas de combustible convencionales, estas membranas se han fabricado utilizando productos químicos altamente tóxicos o «productos químicos eternos», que son costosos y no se descomponen en el medio ambiente. La membrana desarrollada por los investigadores de ETH y NTU consiste principalmente de queratina biológica, que es respetuosa con el medio ambiente y está disponible en grandes cantidades, ya que las plumas de pollo están compuestas en un 90 por ciento de queratina. Esto significa que la membrana fabricada en el laboratorio es hasta tres veces más económica que las membranas convencionales.

«Me he dedicado durante varios años a investigar diferentes formas de utilizar los residuos alimentarios en sistemas de energía renovable», comenta Raffaele Mezzenga, Profesor de Alimentos y Materiales Blandos en ETH Zurich. «Nuestro último desarrollo cierra un ciclo: estamos tomando una sustancia que libera CO2 y gases tóxicos cuando se quema y la utilizamos en un entorno diferente. Con nuestra nueva tecnología, no solo se reemplaza sustancias tóxicas, sino que también evita la liberación de CO2, reduciendo así la huella de carbono global», añade Mezzenga.

Aplicación versátil

No obstante, existen otros desafíos que deben superarse antes de que el hidrógeno pueda convertirse en una fuente de energía sostenible consolidada. «El hidrógeno es el elemento más abundante en el universo pero no se encuentra en su forma pura en la Tierra, debe producirse, lo que requiere una gran cantidad de energía. Aquí, la nueva membrana podría desempeñar un papel importante en el futuro, ya que no solo se puede utilizar en celdas de combustible, sino también en la división del agua.

En un proceso conocido como electrólisis, se hace pasar una corriente continua a través del agua, provocando que el oxígeno se forme en el ánodo cargado positivamente en esta ocasión, mientras que el hidrógeno escapa en el cátodo cargado negativamente. El agua pura no es lo suficientemente conductiva para este proceso y a menudo requiere la adición de ácidos. Sin embargo, la nueva membrana es permeable a los protones y, por lo tanto, permite la migración de partículas entre el ánodo y el cátodo, lo que es necesario para una división eficiente del agua, incluso en agua pura.

Patente pendiente

El próximo paso de los investigadores será investigar la estabilidad y durabilidad de su membrana de queratina y mejorarla si es necesario. El equipo de investigación ya ha presentado una patente conjunta para la membrana y ahora está buscando inversores o empresas para desarrollar aún más la tecnología y llevarla al mercado. Esta innovación promete un enfoque sostenible y económico para la generación de energía y la reducción de residuos industriales.

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