Sistemas de Cultivo

Sorprendente hallazgo sobre la producción de hidrógeno en las microalgas verdes

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By Milthon Lujan

Suecia.- Las investigaciones en nuevos combustibles esperan que la producción eficiente de hidrógeno con microalgas verdes sea posible en el futuro, a pesar del escepticismo imperante en base a las investigaciones previos. Un nuevo estudio cambia la visión sobre el potencial de las microalgas verdes, lo cual es buena noticia.


El mundo debe encontrar una vía de producción de combustible de fuentes renovables de energía para reemplazar los combustibles fósiles. En la actualidad el hidrógeno es considerado uno de los combustibles más prometedores y si el hidrógeno puede ser producido directamente de la luz solar tienes un fuente de energía renovable y ambientalmente amigable.

Una vía biológica de producir hidrógeno a partir de la energía solar es usar microorganismos fotosintéticos. La fotosíntesis divide el agua en iones de hidrógeno (H+) y electrones (e-). Estos después se pueden combinar en gas hidrógeno (H2) con el uso de enzimas especiales denominadas hidrogenasas. Esto ocurre en las cianobacterias y las algas verdes, que tienen la capacidad de usar la energía de la luz a través de la fotosíntesis y producir hidrógeno a través de su propio metabolismo.

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Que las algas verdes produzcan hidrógeno bajo ciertas condiciones ha sido conocido y estudiado por cerca de 15 años, pero la baja eficiencia ha sido un problema, es decir la cantidad de energía absorbida por las microalgas que es transformada en hidrógeno. Una enzima que tiene la capacidad de usar la luz solar para dividir el agua en electrones, iones de hidrógeno y oxígeno es el Fotosistema II. Varios estudios han mostrado que algunos electrones de la enzima son usados para producir gas hidrógeno bajo condiciones especiales. Sin embargo, algunos investigadores han establecido que la mayor parte de gas hidrógeno obtiene su energía de otras vías en el metabolismo de las algas verdes. Esto implicaría que no es una cuestión de producción directa de hidrógeno a partir de la luz solar, y que las algas verdes no son más eficientes como los cultivos de plantas.

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Un grupo de investigadores de Uppsala University, liderados por el profesor principal Fikret Mamedov y el profesor Stenbjörn Styring, han hecho un descubrimiento que cambia el punto de vista de la producción de hidrógeno en las microalgas verdes. Los investigadores estudiaron en detalle como el Fotosistema II funciona en dos diferentes cepas de Chlamydomonas reinhardtii. Mediante la medición exacta de como la cantidad y la actividad del fotosistema II varía en diferentes condiciones, y por consiguiente afecta la producción de hidrógeno, ellos encontraron que una considerable cantidad de energía absorbida por el Fotosistema II va directamente a la producción de hidrógeno.

“Al menos el 80% de los electrones que hidrogenasa productora de hidrógeno necesita proviene del Fotosistema II, que es mucho más de lo que se creía. Esto significa que la mayor parte de la producción de hidrógeno es impulsada directamente por la energía solar. El descubrimiento da la esperanza de que en el futuro sea posible controlar las algas verdes para que la eficiencia sea significativamente más alta que en la actualidad” dijo el profesor Styring.

El estudio recibió fondos, entre otros, de la  Swedish Energy Agency, Knut and Alice Wallenberg Foundation y la Swedish Research Council.

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Contacto:
Fikret Mamedov
E-mail: fikret.mamedov@kemi.uu.se

Referencia:
Alena Volgusheva, Stenbjörn Styring, and Fikret Mamedov.Increased photosystem II stability promotes H2 production in sulfur-deprived Chlamydomonas reinhardtii. PNAS, April 15, 2013 DOI:10.1073/pnas.1220645110

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