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Ciencias de la Vida y de la Materia

Producción de H2 a partir de glicerol con el concurso de células microbianas aisladas del ecosistema extremófilo de Río Tinto

Investigador Principal:
Víctor Manuel Fernández López 

Centro de Investigación: 
Instituto de Catálisis y Petroleoquímica. CSIC. Madrid.

Sinopsis: 
Víctor Manuel Fernández El proyecto contempla el desarrollo de celdas electroquímicas bacterianas basadas en microorganismos acidófilos del ecosistema del Río Tinto. Se ha procedido a la recogida de aguas ácidas y lodos de Río Tinto con los que se ha construido en el laboratorio un microcosmos que, reproduciendo las condiciones medioambientales imperantes en el Río Tinto, ha permitido detectar la producción de altas densidades de corriente en electrodos colonizados por bacterias acidifílicas, utilizando glicerol y/o glucosa como fuente de energía en ausencia de mediadores redox. Se ha identificado que la bacteria electrogénica dominante en el ánodo pertenece al género Acidiphilium. Asimismo, se han identificado las bacterias Acidithiobacillus ferroxidans y Leptospirillum spp. como principales colonizadores del cátodo.

El equipo investigador ha caracterizado las superficies de los electrodos colonizados por Acidiphilium con diversas técnicas. Para ello, se ha desarrollado un método que permite la observación simultánea de la película bacteriana mediante técnicas de microscopía atómica de fuerzas (AFM) y de Microscopía de Fluorescencia en copos de grafeno modificados con las bacterias y depositados sobre un vidrio. Estos estudios han mostrado que las bacterias inmovilizadas sobre el grafeno permanecen vivas y se dividen. Este crecimiento de la película bacteriana va acompañada de la producción de sustancias poliméricas extracelulares (EPS) junto con la formación de partículas nanométricas. Experimentos de XPS y SEIRA indican la presencia de proteínas que contienen centros redox.

Asimismo, en colaboración con la Universidad de Gante (Bélgica), se ha procedido a construir una biopila de combustible de doble compartimento utilizando cultivos puros de Acidiphilium y Acidithiobacillus ferroxidans en los compartimentos anódico y catódico respectivamente.

Imagen

Producción científica:

Artículos generados en Revistas 4
Comunicaciones en congresos internacionales 1

Relación de artículos:

  • "Electrochemical growth of Acidithiobacillus ferrooxidans on a graphite electrode for obtaining a biocathode for direct electrocatalytic reduction of oxygen". S. Carbajosa, M. Malki, R. Caillard, M.F. López, F.J. Palomares, J.A. Martín-Gago, N. Rodríguez, R. Amils, V.M Fernández and A.L. De Lacey. Biosensors and Bioelectronics 26 (2010) 877-880.
  • "Electricity generation by microorganisms in the sediment-water interface of an extreme acidic microcosm". J. Garcia Muñoz, R. Amils, V.M. Fernández, A.L. de Lacey and Moustafa Malki. International Microbiology 14 (2011) 73-81.
  • "Physico-chemical characterization of Acidiphilium sp. biofilms". M. Malki, S. Casado, M.F. López, R. Caillard, F.J. Palomares, J.A. Martín-Gago, C. Vaz-Domínguez, A. Cuesta, R. Amils, V.M. Fernández, M. Velez, A. L. De Lacey and D. Olea. ChemPhysChem 14 (2013) 1237-1244.
  • "Interaction of magnetic nanoparticles with Acidiphilium sp. cells". M. Malki, M. Pita, D. Olea, C. Carmén, R. Amils, V.M. Fernández, M. Velez, A. L. De Lacey and D. Olea. Manuscrito en preparación.

Relación de comunicaciones en congresos internacionales:
"Microbial fuel cells from the extreme ecosystem Tinto river". C. Sanz-Perucho, M. Malki, J. García-Muñoz, S. Carbajosa, R. Amils, V. M. Fernández, A.L. De Lacey. Biochemical Society Conference on Electron Transfer at the Microbe-Mineral Interface, Norwich, Inglaterra, 2012.




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