Identifican una cepa de algas que puede ayudar a producir hidrógeno verde a escala industrial
Un nuevo estudio de la Universidad de Tel Aviv ha identificado una cepa de algas que puede ayudar a producir hidrógeno verde ambientalmente sostenible en la escala requerida para adaptarse a la producción industrial.
La investigación es otro pequeño pero prometedor paso en la floreciente ciencia de la energía del hidrógeno.
El hidrógeno puede ser un combustible totalmente sostenible: se quema limpiamente para producir energía y vapor de agua. Se promociona para su uso como combustible de transporte y aviación, combustible para los automóviles y trenes del futuro, y como proveedor de energía en varios otros procesos industriales que actualmente requieren la quema de combustibles fósiles. El problema es que no todo el hidrógeno se crea de manera sostenible.
El hidrógeno marrón se produce mediante la gasificación del lignito, liberando en el proceso CO2 o monóxido de carbono. El hidrógeno gris se produce reformando con vapor el gas natural (metano o CH4), produciendo CO2 como subproducto. Y el hidrógeno azul, a menudo considerado sostenible, sufre una crisis de identidad: Se fabrica a través del mismo proceso que el hidrógeno marrón, pero el CO2 liberado en teoría se captura y almacena bajo tierra para evitar que las emisiones se liberen a la atmósfera.
En resumen, ninguno de estos procesos es totalmente sostenible de principio a fin. Y hay problemas con la captura y el almacenamiento de carbono que aún no se han resuelto por completo.
Es por eso que algunos comentaristas dicen que el mejor enfoque para el combustible de hidrógeno es volverlo ecológico: el hidrógeno verde se produce separando el agua en hidrógeno y oxígeno a través de la electrólisis, utilizando energía renovable.
Pero la producción de hidrógeno verde usando paneles solares es costosa porque requiere metales preciosos y agua destilada. Por lo tanto, puede que no sea apropiado para todos los contextos.
Imagen: La cepa mutada del alga microscópica C. reinhardtii puede producir hidrógeno durante un período más prolongado que sus contrapartes. Crédito: Universidad de Tel Aviv
Ese es el problema que este nuevo estudio está tratando de abordar. Según los autores del estudio, las microalgas producen hidrógeno como subproducto de la fotosíntesis, pero la mayoría solo lo produce durante un período de minutos a la vez. El equipo quería investigar si las algas podían diseñarse para producir hidrógeno durante períodos más largos (días o semanas) a la vez.
Según el coautor del estudio, Iftach Yacoby, el equipo identificó en el laboratorio una cepa mutada del alga Chlamydomonas reinhardtii que estaba produciendo hidrógeno durante un prolongado período de 12 días.
"El nuevo mutante supera dos barreras principales que hasta ahora han impedido la producción continua de hidrógeno", explica Yacoby.
"La primera barrera es la acumulación de oxígeno en el proceso de fotosíntesis. Por regla general, el oxígeno envenena la enzima que produce hidrógeno en las algas; pero en la mutación, el aumento de la respiración elimina el oxígeno y permite condiciones favorables para la producción continua de hidrógeno".
"La segunda barrera es la pérdida de energía por procesos competitivos, incluida la fijación de dióxido de carbono en azúcar. También se ha resuelto en el mutante y la mayor parte de la energía se canaliza para la producción continua de hidrógeno".
En teoría, esta longevidad en la producción de hidrógeno podría permitir a los científicos aumentar la producción de hidrógeno a partir de algas. Según Yacoby, el equipo está trabajando en un programa piloto con volúmenes más grandes y está investigando métodos que podrían permitir que la "cosecha" de hidrógeno se extienda aún más.
"La tasa de producción de hidrógeno del nuevo mutante alcanza una décima parte de la tasa teórica posible y, con la ayuda de más investigaciones, es posible mejorarla aún más", dice Yacoby.
La investigación se ha publicado a finales de marzo en Cell Reports Physical Science: Enhanced chloroplast-mitochondria crosstalk promotes ambient algal-H2 production
