Científicos hacen descubrimiento que ayudará a producir energía renovable a partir de microbios


Científicos de la Universidad de Stanford descubrieron de que manera una clase particular de microorganismos obtienen electrones de las superficies sólidas, un hecho que permitiría diseñar electrodos para montar grandes biogeneradores para producir gas metano y otros compuestos químicos de manera sostenible.

El metano es un combustible importante para la calefacción, el transporte, la cocina y la generación de electricidad, y en la actualidad se obtiene principalmente del gas natural, un combustible fósil abundante cuya quema emite dióxido de carbono, lo que acelera el calentamiento global.

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El estudio, que fue publicado la semana pasada en la revista mBio, señala que para el experimento se utilizaron metanógenosorganismos unicelulares semejantes a las bacterias, pero que pertenecen a un dominio genéticamente distinto llamado Archaea.

Estos microorganismos se encuentran comúnmente en los sedimentos y plantas de tratamiento de aguas residuales, donde se nutren de gas de dióxido de carbono y electrones. El principal subproducto de esta comida es metano puro, que los microbios excretan al aire.

Para el experimento, el equipo de Stanford recurrió a una especie de metanógeno llamada Methanococcus maripaludis, cuyos ejemplares se cultivaron en matraces equipados con un electrodo de grafito que les proporcionaba un suministro constante de electrones. Estos microbios también fueron alimentados con dióxido de carbono.

En un principio, se formó gas metano dentro de los frascos, una clara señal de que los mircroorganismos fueron ocupando los electrones y que metabolizaron el dióxido de carbono; pero al mismo tiempo los investigadores también detectaron una acumulación de gas hidrógeno.

Para averiguar si esas moléculas de hidrógeno son las que transportan los electrones a los microbios, el equipo repitió el experimento utilizando una cepa genéticamente modificada de M. maripaludis con seis genes eliminados de su ADN para que ya no puedan producir la hidrogenasa enzima, que los metanógenos necesitan para producir hidrógeno. Aunque los microbios mutantes se cultivaron en las mismas condiciones que los metanógenos normales, su producción de metano fue significativamente menor.

“Cuando la hidrogenasa estuvo ausente del cultivo, la producción de metano se desplomó diez veces”, dijo Alfred Spormann, coautor del estudio y profesor de Ingeniería Química e Ingeniería Ambiental en Stanford, quien agregó que “este fue un fuerte indicio de que las enzimas productoras de hidrógeno están involucradas de manera significativa en la absorción de electrones.”

El futuro: Biorrreactores de microbios para generar combustibles renovables

Según los científicos, este descubrimiento podría contribuir a la creación de enormes biorreactores donde los microbios sean capaces convertir el dióxido de carbono atmosférico y la electricidad limpia, proveniente de energía solar, eólica o nuclear, en combustibles renovables y otros productos químicos valiosos.

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Algunas especies de metanógenos también se utilizan para el tratamiento de aguas residuales.

 

“Ahora que entendemos cómo los metanógenos ocupan la electricidad, podemos rediseñar electrodos convencionales para ofrecer más electrones a más microbios a un ritmo más rápido”, destacó Spormann

Todo este proceso produciría emisiones neutras de carbono, ya que cuando el metano microbiano se quema como combustible, el dióxido de carbono se recicla de nuevo a la atmósfera donde se originó. Por el contrario, la combustión de gas natural libera carbono que ha estado atrapado bajo tierra durante millones de años.

Fuente: mBio




Ruben

Rubén es editor del sitio desde el año 2010. Colabora regularmente escribiendo noticias sobre tecnología, software, negocios, gadgets y ciencia. Sus intereses son Tecnología y Relaciones internacionales, tópico con el que también colabora en otros medios de publicación web.

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