La urgente necesidad de contar con combustibles que no solo dejen de ser contaminantes, y cuyos procesos de producción sean sostenibles, es decir, que tampoco afecten al medio ambiente, ha puesto en la mira al hidrógeno. Una investigación ha descubierto que la unión entre algas y bacterias puede lograr ambos objetivos, e incluso, depurar el agua en que se producen.
En un estudio realizado por el grupo de investigadores de la Universidad de Córdoba en España, denominado BIO128, se ha encontrado que una combinación compuesta por el alga Chlamydomonas reinhardtii, y las bacterias Microbacterium forte sp. nov. (M.forte), Bacillus cereus, y Stenotrophomonas goyi sp. nov., generan una alta producción de hidrógeno y biomasa, que al mismo tiempo limpia las aguas residuales donde crece, de acuerdo con información de la página oficial de la institución educativa, www.uco.es.
La bacteria M. forte ayuda al alga Chlamydomonas a generar hidrógeno. Con la inclusión de las otras dos bacterias se consigue que, mientras se genera hidrógeno, tanto las bacterias como el alga crezcan, produciendo así la biomasa que luego se puede revalorizar también como combustible o fuente de energía, se indica en la página.
“Esta -unión- es mejor porque es más duradera, -la- puedes cultivar y obtener durante mucho tiempo hidrógeno y biomasa”, explica el investigador David González Ballester, quien agrega que: “También descubrimos que Microbacterium forte y Stenotrophomonas goyi necesitan vitaminas (biotina y tiamina), y fuentes reducidas de azufre para crecer, y lo que Chlamydomonas hace seguramente es aportarle esos nutrientes que las bacterias necesitan para crecer”. Así, las bacterias se benefician de la relación con el alga para crecer, -ofreciéndole- el CO2 y el ácido acético que el alga -también- requiere para crecer y producir hidrógeno.
Durante el proceso, de igual forma gana el agua y el medio ambiente, dado que los cultivos se realizan en aguas residuales, es decir, las algas y bacterias emplean los residuos para crecer, al tiempo que hacen tareas de biorremediación1 del agua. Se ha probado el crecimiento -de esta combinación de algas y bacterias- en aguas residuales sintéticas que imitan residuos lácticos, es decir que incluyen lactosa.
Neda Fakhimi, otra de las autoras del estudio, explica que: “Nuestro enfoque también aprovecha el potencial de utilizar materiales de desecho como fuente de nutrientes, facilitando así la producción de biohidrógeno renovable y sostenible. Contando con la ventaja de que esta -unión genera- una producción de hidrógeno diez veces mayor” -que en otras combinaciones-.
Esta unión, comenta Alexandra Dubini, también autora del trabajo “nace de una contaminación fortuita de un cultivo de Chlamydomonas en el laboratorio que dio lugar al descubrimiento y secuenciación del genoma de dos bacterias nuevas Microbacterium forte y Stenotrophomonas goyi”.
“Nos dimos cuenta -de- que el cultivo contaminado producía más hidrógeno que los que no lo estaban, y, a partir de ahí, tiramos del hilo y vimos que había tres bacterias”, prosigue David González.
Así que además del avance en la búsqueda de métodos biológicos y sostenibles para producir hidrógeno verde, de este trabajo también resultan los genomas de estas dos bacterias recién descubiertas.
Hidrógeno potencial reductor de CO2.
El hidrógeno es el elemento químico más abundante en el planeta, pero en su estado natural no se encuentra libre, sino combinado con otros elementos como el oxígeno en el agua (H2O) o en compuestos como el metano (CH4). Para ser usado como fuente de energía debe ser liberado mediante procesos de separación, como la electrólisis, que con electricidad descompone las moléculas de agua, de acuerdo con la explicación dada en la página renovablesverdes.com.
Este elemento es considerado un portador de energía no una fuente primaria, es decir, almacena energía que ha sido previamente producida, y que puede ser posteriormente liberada en procesos controlados.
Una de sus ventajas principales, se agrega en la página mencionada, es que puede producirse sin generar emisiones de carbono, lo que lo convierte en una solución ideal para sectores difíciles de descarbonizar, como el transporte marítimo, el de larga distancia y la industria pesada.
Además, como sistema de almacenamiento tiene un enorme potencial a largo plazo, porque permite acumular energía durante periodos donde las fuentes renovables disponibles (como la solar y la eólica) generan excedentes.
En la búsqueda de lograr una economía libre de carbono, el hidrógeno podría jugar un papel crucial, se indica en la página renovablesverdes.com.
Por ejemplo, en la “industria pesada”, -podría- reemplazar los combustibles fósiles en sectores como la producción de acero y cemento, dos grandes emisores de CO2.
Otro de sus usos sería en el almacenamiento de energía. Durante momentos de alta producción de energía renovable, como días soleados o ventosos, se puede usar el excedente para producir hidrógeno verde, que puede ser almacenado y utilizado posteriormente cuando la demanda de energía sea alta.
La información de la página renovablesverdes.com, indica que otro de sus usos sería en el transporte pesado, como combustible para camiones, trenes, aviones y barcos. En calefacción y redes de gas, sobre todo en países nórdicos -donde- puede usarse en calefacción residencial e industrial, logrando una reducción adicional de emisiones; además, algunas redes de gas natural podrían adaptarse para transportar la mezcla de gas natural e hidrógeno (hasta en un 20%), lo que reduciría significativamente las emisiones de CO2.
1 Biorremediación es el proceso biotecnológico que emplea las capacidades metabólicas de microorganismos bacterianos, hongos, plantas y/o sus enzimas aisladas para eliminar contaminantes en suelos y aguas, y volverlos a su condición natural, de acuerdo con información de la página lifeder.com.
