El hidrógeno es ampliamente promocionado como el combustible del futuro y ahora científicos de la Universidad de Tel Aviv han hecho dos descubrimientos cruciales. Uno, es la forma en que las algas lo producen. La otra es cómo hacer que produzcan más, por lo que el hidrógeno puede ser producido en masa, a bajo precio, y ser utilizado no solo en el transporte público, sino además en la industria.
“Durante los últimos 12.000 años hemos estado usando la agricultura para producir los alimentos, pero cuando se trata de energía, seguimos siendo cazadores-recolectores. La agricultura de energía es la próxima revolución”, dijo el líder de investigación, Prof. Iftach Yacoby, jefe del laboratorio de energía renovable de la Universidad de Tel Aviv. “Hay otras maneras de producir hidrógeno, pero este es el más verde, y es el único método agrícola”.
En dos trabajos distintos publicados en la prensa científica internacional, el equipo de TAU describe el descubrimiento de que las algas producen hidrógeno a partir de la fotosíntesis, no en una micro ráfaga en la madrugada, como se suponía hasta ahora, sino todo el tiempo. En segundo lugar y lo más importante, se han diseñado una manera de impulsar la producción de casi cinco veces más mediante la ingeniería genética.
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El trigo que conocemos y el amor no es la misma planta que comenzó a cultivarse hace 12.000 años. Lo cambiamos para mejorar los rasgos deseables. Hacer lo mismo con las microalgas es lo siguiente.
Si el hidrógeno a partir de algas puede ser desarrollado industrialmente, la civilización moderna puede finalmente empezar a aliviar su dependencia al petróleo, con todo el alivio geopolítico que implicaría.
Haciendo hidrógeno durante todo el día
La fotosíntesis es un proceso bioquímico por el cual las plantas, algas y bacterias convierten la energía luminosa en energía química.
Los científicos trabajaron con algas verdes unicelulares y lo primero que descubrieron, en contraste a la sabiduría popular, fue que las algas producen hidrógeno durante el proceso fotosintético todo el día, no en un breve eructo al amanecer.
¿Cómo podían ser tan malo tanto tiempo?
A) “Debido a que las cantidades de hidrógeno que producen las algas eran minúsculas”, explica Yacoby. “era necesario contar con Maquinaria de Alta Sensibilidad para discernirlo”.
B) Además, los científicos han sabido que el oxígeno es letal para una etapa clave en el proceso de producción de hidrógeno de algas, lo que les llevó a una suposición errónea.
El oxígeno sofoca las enzimas correspondientes, llamadas Hidrogenasas. Estas dejan de funcionar de forma irreversible, y los científicos habían asumido que la enzima simplemente no estaba activa en las células de algas cultivadas al aire.
En realidad, descubrieron que la enzima permanece vigorosa y activa dentro de las zonas libres de oxígeno en el interior del cloroplasto (que es el orgánulo que contiene la clorofila, la molécula central a la fotosíntesis). Y por lo tanto la pequeña alga sigue haciendo hidrógeno durante todo el día.
Más de un beneficio
La siguiente pregunta era cómo reforzar la producción con fines industriales. Claramente no necesitamos diseñar totalmente nuevas hidrogenasas que no sean sensibles al oxígeno, Yacoby explica.
Lo que necesita la humanidad es conseguir que las algas sobreproduzcan la enzima y, como él mismo explica, una reingeniería para que generen más energía.
Actualmente la mayor parte de la energía se destina a la producción de azúcar, explica. Eso es lo que quiere la planta. Sin embargo, nos gustaría que la mayor parte de la energía se transfiera a la producción de hidrógeno.
¿Por qué pasar por la molestia de la ingeniería de plantas unicelulares? El hombre sabe cómo producir hidrógeno, ¿verdad?
Lo hace, pero no de una manera limpia, Yacoby explica. “En los Estados Unidos, el 99% del hidrógeno producido es de gas natural”. El craqueo de gas natural para el hidrógeno no es un proceso verde, es tóxico como el demalgasonio y es energéticamente ineficiente. La producción de hidrógeno mediante electrólisis requiere electricidad – que no siempre está disponible a partir de fuentes verdes”.
Los biocombustibles para nada son la gran esperanza blanca. Ya que, cuando son quemados (es decir, utilizados) obtenemos emisiones de carbono. En cambio, con hidrógeno, la única emisión es vapor de agua.
“Hacer amoniaco para fertilizantes para que podamos hacer crecer más maíz para que podamos hacer más etanol como combustible para automóviles que contaminan… esta no es la práctica más eficiente que uno puede percibir”, expresa en sus observaciones Yacoby. “El hidrógeno es la única energía azul, sin emisiones de carbono como gases de escape”.
También señala que un coche con motor de hidrógeno, y que existe hoy en día en el mercado gracias a Toyota y otros fabricantes de automóviles, puede cubrir más de 500 kilómetros con cinco kilos de hidrógeno.
¿Y el costo?, la bioingeniería de algas al parecer es caro. Los científicos han hecho los cálculos y, según Yacoby, los costes de producción deberían ser menos de $ 4 por kilo de hidrógeno, que, en cuanto al kilometraje, es aproximadamente equivalente a 10 litros de gasolina. El Laboratorio Nacional de Energía Renovable en Colorado piensa que el hidrógeno se puede hacer usando el método de algas por alrededor de $ 3 por kilo.