Foto: Yukari Maezato and Paul Blum, University of Nebraska-Lincoln.

El secretario de energía de EEUU acaba de anunciar la aprobación de un fondo para financiar proyectos de investigación avanzada de la Agencia de energía (Advanced Research Projects Agency-Energy, ARPA-E) especialmente para su “programa de electrocombustibles” que estudia nuevos caminos para la obtención de combustibles renovables que sean más eficientes que los conseguidos mediante el uso de organismos fotosintéticos como plantas o algas, para generación de biocombustibles. En lugar de etanol, podrían fabricar combustibles como el actual diésel, más fáciles de distribuir y vender porque las infraestructuras ya existen.

“Se trata de conseguir combustibles líquidos usando organismos que conviertan el dióxido de carbono en moléculas orgánicas sin usar la fotosíntesis“, dice Arun Majumdar, director de ARPA-E. “Los mecanismos que usan estos organismos podrían ser más eficientes que la propia fotosíntesis”, afirma.

En la parte superior, de color negro, calcopirita, es decir, sulfuro de cobre y hierro del que Metallosphaera sedula obtiene su energía, convirtiendo el mineral en iones de cobre (color verde) y sulfuro (color amarillo), que pueden apreciarse abajo. Con esa energía, Metallosphaera produce acetil-CoA, molécula clave para el metabolismo celular. Algunos investigadores han logrado organismos que convierten acetil-CoA en butanol y otros combustibles líquidos.

Robert Kelly, North Carolina State

Mediante fotosíntesis caben dos aproximaciones, la más común de las cuales es cultivar plantas y luego usarlas con levaduras y otros microorganismos que fermentan los azúcares produciendo combustible. Es el caso del etanol obtenido a partir de maíz.

La otra aproximación consiste en utilizar organismos fotosintéticos para producir combustibles más directamente. Es el caso de las algas cultivadas para producir aceites que se procesan para convertirlos en biodiésel; o los experimentos que se siguen para obtener gasolina u otros hidrocarburos directamente a partir de microorganismos.

Una de las vías de investigación de ARPA-E trata de emparejar organismos con células solares. Descubrimientos recientes sugieren que ciertos microorganismos pueden usar la electricidad para formar moleculas orgánicas como el metano, dice Bruce logan, profesor de ingeniería del medioambiente en la Universidad del Estado de Pensilvania. Estos microorganismos podrían ser utilizados para lograr combustibles líquidos.

Una segunda aproximación no fotosintética utiliza microorganismos extremófilos. Se trata de seres que habitan en lugares con condiciones extremas de calor y acidificación. A diferencia de las plantas y las algas, estos organismos no usan luz como fuente de energía, ya que viven en medios oscuros. Además, al no disponer de azúcares para la generación de energía, obtienen ésta de otras fuentes, como los sulfuros metálicos. Otra ventaja es que tampoco usan materia orgánica para fabricar proteínas y lípidos, sino moléculas inorgánicas, como el dióxido de carbono.

Largamente estudiados por las enzimas que producen, estos organismos son capaces de resistir altas temperaturas, por lo que podrían utilizarse en procesos industriales. En los últimos años los investigadores han accedido a su genoma, identificando los caminos metabólicos, es decir, las cadenas de reacciones que se siguen para la conversión de dióxido de carbono en variadas moléculas orgáncias. La idea es que podrían modificarse esos caminos para que los organismos produjeran combustibles.

Metallosphaera sedula es uno de esos organismos, dice Robert Kelly, director del programa de biotecnología del Estado de Carolina del Norte, que se encuentra abundamentente en minas. La Metallosphaera oxida los sulfuros metálicos consiguiendo energía y electrones para los procesos celulares, produciendo moléculas orgánicas que han sido usadas para sintetizar butanol y otros combustibles líquidos.

Aunque existen numerosos estudios de este tipo de procesos bioquímicos, Eric Toone, director del programa de electrocombustibles, cree que es mejor este camino, porque la fotosíntesis es un camino muy ineficiente para obtener combustibles. “No sabemos si este camino será más eficiente que la fotosíntesis” – dice – “pero la única forma de averiguarlo es intentándolo. Hay muchos puntos oscuros todavía, ya que este área no ha sido investigada hasta ahora como pisble camino para la obtención de biocombustibles. Eso es lo que se supone que ARPA-E va a hacer, intentar nuevas cosas”

El programa de electrocombustibles de ARPA-E no se limitará a la investigación de organismos. La clave es encontrar alternativas a la fotosíntesis, para lo que, por ejemplo, podría utilizarse energía solar y catálisis inorgánica para fabricar combustible con agua y dióxido de carbono, una aproximación ya conocida como fotosíntesis artificial.

* Presentación del Programa de investigación de electrocombustibles (pdf)

Vía: Technology Review

lacl (lacl.ison21@gmail.com) publicó este post el Domingo, 13 Diciembre 2009 a las 7:19 am. Desde entonces ya ha tenido 379 lecturas. Está archivado con las siguientes etiquetas: biocarburantes, biotecnología, desarrollo sostenible, energía, investigación, renovables, reutilización del C02. Puedes seguir los comentarios de esta entrada en RSS 2.0. También puedes hacer un comentario, o enviarnos un trackback desde tu blog.
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