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Gotas vivas productoras de hidrógeno impulsarán las energías limpias

Diminutas fábricas de microbios logran producir gotas generadoras de hidrógeno al exponerse a la luz solar, propiciando un fuerte avance de las energías alternativas y ecológicas.

La utilización de pequeñas factorías microbianas capaces de producir grandes cantidades de hidrógeno será un aliciente para el desarrollo de esta energía limpia, que tiene un amplio campo de aplicación. Según una nota de prensa, los investigadores de la Universidad de Bristol, en Reino Unido, y del Instituto de Tecnología de Harbin, en China, lograron que los microbios produzcan gotas vivas que generan hidrógeno al entrar en contacto con la luz del sol, en lugar de emitir oxígeno.

Las gotas productoras de hidrógeno se encuentran repletas de células de algas mezcladas con azúcar, que son las generadoras de hidrógeno. Sin embargo, estas células que fijan dióxido de carbono deberían producir oxígeno al recibir la luz solar, debido al proceso de fotosíntesis. ¿Por qué, en este caso, los científicos han logrado que generen hidrógeno? Todo se debe a un cambio en la dinámica del proceso.

Como se explica en un artículo publicado en Nature Communications, los especialistas enterraron las células de algas con azúcar en el interior de las gotas, logrando que se agrupen de una forma extremadamente compacta y comprimida. Frente a esto, el preparado sufrió un fuerte descenso en los niveles de oxígeno, provocando la activación de unas enzimas denominadas hidrogenasas, que modifican la fotosíntesis convencional para producir hidrógeno.

Ventajas y aplicaciones

Gracias al nuevo enfoque creado por este grupo internacional de científicos, es posible poner en marcha alrededor de 250 mil fábricas microbianas productoras de hidrógeno, dispuestas solamente en un mililitro de agua. Cada pequeña factoría tendría un tamaño de un décimo de milímetro. Teniendo en cuenta las dimensiones indicadas, es posible imaginar la gran producción de hidrógeno que podría obtenerse en un establecimiento que trabaje con esta técnica.

Es importante tener en cuenta que el hidrógeno es uno de los combustibles neutros para el ambiente con mayor potencial, por ejemplo para ser utilizado para motorizar vehículos. Posee una gran cantidad de aplicaciones como energía limpia, pero su mayor desventaja es que hasta el momento su producción requiere de enormes cantidades de energía. En consecuencia, es imprescindible buscar métodos alternativos que hagan más eficiente y ecológica dicha producción.

La nueva tecnología significa un gran avance en este camino. Incluso, el equipo de especialistas cubrió los microrreactores vivos con una delgada capa de bacterias para incrementar el nivel de desprendimiento de hidrógeno. Las bacterias atrapan el oxígeno, aumentando el número de células de algas preparadas para la actividad de las enzimas hidrogenasa, un proceso que desemboca en un incremento de la producción de hidrógeno.

Gran potencial a futuro

Aunque aún el desarrollo se encuentra en una etapa temprana, el trabajo promete revolucionar la producción de energía verde de origen fotobiológico. “El uso de gotas a modo de vectores para controlar la organización de las células de algas y la fotosíntesis en microespacios sintéticos brinda un enfoque potencialmente benigno para el medio ambiente y muy eficaz para la producción de hidrógeno, que esperamos desarrollar aún más en estudios futuros», destacó el profesor Stephen Mann, uno de los responsables de la investigación.

Además de las ventajas ya indicadas para la producción de hidrógeno, el sistema también es versátil y ofrece otras alternativas. Por ejemplo, los científicos explicaron que al lograr capturar una gran cantidad de células de levadura en las gotas y emplear los reactores microbianos, comprobaron la producción de etanol. ¿Serán estas gotas vivas el futuro de las energías renovables?

Referencia

Photosynthetic hydrogen production by droplet-based microbial micro-reactors under aerobic conditions. Xu Z, Wang S, Li S, Liu X, Wang L, Li M, Huang X and Mann S. Nature Communications (2020).DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-020-19823-5

Imagen:

Microscopía electrónica de una gota densamente empaquetada de células de algas productoras de hidrógeno. Crédito: Prof. Xin Huang, Instituto de Tecnología de Harbin.

Pablo Javier Piacente

Pablo Javier Piacente

Pablo Javier Piacente es periodista especializado en comunicación científica y tecnológica.

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