Minifábrica de hidrógeno con 10.000 algas y una gota de agua: estos científicos quieren “cultivar” la próxima gran revolución energética

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En las últimas décadas, los investigadores han tratado de hacer de la necesidad virtud y aprovechar que el proceso de fabricación es muy sencillo para «almacenar» los excedentes energéticos de las fuentes de energía renovable.

A cultivar la gran proxima revolución energética

Sobre el papel, el hidrógeno es lo más. Es limpio, se puede emplear de forma directa, no es tóxico y tiene una alta eficiencia energética. Pero, reconozcámoslo, además de los históricas problemas de seguridad que arrastra, tiene un problema bastante serio: la enorme cantidad de energía que se necesita para fabricarlo.

En las últimas décadas, los investigadores han tratado de hacer de la necesidad virtud y aprovechar que el proceso de fabricación es muy sencillo para “almacenar” los excedentes energéticos de las fuentes de energía renovable. Con todo eso, y pese al apoyo de actores internacionales como la Unión Europea o Japón, la fiebre del hidrógeno no acaba de explotar. Por suerte, los científicos no se rinden.

Fig 1. Módulo Solar Híbrido. Fuente: Solar2Power

Gotas que, en realidad, son fábricas de hidrógeno

Si lo hicieran, no podríamos ver cosas como las que publicaba hoy Nature Communications: un manual de instrucciones para “secuestrar” los mecanismos celulares de 10.000 algas y ponerlos a producir hidrógeno sin necesitar enormes cantidades de energía.

Y resulta especialmente curioso porque, si nos preguntaran por el funcionamiento de las algas en este ámbito, la inmensa mayoría de nosotros diría que lo que hacen es fijar dióxido de carbono y producir oxígeno. La fotosíntesis en su máxima expresión y para de contar. ¿En qué mundo las algas producen hidrógeno? En este, parece ser.

Los investigadores de la Universidad de Bristol y el Instituto de Tecnología de Harbin en China decidieron darle una vuelta extra a las posibilidades de sus mecanismos moleculares y atraparon por compresión osmótica unas diez mil células de algas en una gotita pequeña de agua. Eso, como esperaban, provocó que los niveles de oxígeno cayeran rápidamente. Tanto que se activaron unas enzimas especiales, las hidrogenasas, que secuestraron la vía fotosintética normal y la pusieron a producir hidrógeno.

“El uso de gotas simples como vectores para controlar la organización de las células de algas y la fotosíntesis en microespacios sintéticos ofrece un enfoque potencialmente benigno para el medio ambiente para la producción de hidrógeno”, explicaban los investigadores. Y aunque todavía es un estudio muy preliminar, lo cierto es que se trata de “una metodología sencilla, flexible y que debería ser capaz de ampliarse sin afectar la viabilidad de las células vivas”. Fuente: www.xataka.com

Resumen del estudio: Producción de hidrógeno fotosintético mediante microrreactores microbianos basados ​​en gotas en condiciones aeróbicas

El autoensamblaje espontáneo de conjuntos multicelulares en materiales vivos con estructura y función sinérgicas sigue siendo un desafío considerable en biotecnología y biología sintética. Aquí, explotamos la separación acuosa de dos fases de microgotas de emulsión de dextrano en PEG para la captura, organización espacial e inmovilización de células de algas o comunidades de células de algas / bacterias para producir esferoides multicelulares discretos capaces de generar tanto aeróbicos (productores de oxígeno) y fotosíntesis hipóxica (que produce hidrógeno) a la luz del día bajo el aire. Mostramos que el agotamiento de oxígeno localizado da como resultado la producción de hidrógeno desde el núcleo del reactor de microescala de algas,y demostrar que se pueden lograr niveles mejorados de desprendimiento de hidrógeno de forma sinérgica encerrando espontáneamente las células fotosintéticas dentro de una capa de células bacterianas que experimentan respiración aeróbica. Nuestros resultados destacan un enfoque ambientalmente benigno basado en gotas prometedor para micro-reactores microbianos fotosintéticos dispersables que comprenden micro-nichos celulares segregados con funcionalidad dual, y proporcionan un paso hacia la producción de hidrógeno fotobiológico en condiciones aeróbicas. Estudio completo aquí.