Imagen: CSIC
El CSIC, la Universidad de Valencia e I2SysBio (Instituto de Biología Integrativa de Sistemas) realizan un proyecto para obtener hidrógeno verde a partir de bacterias. Es un proyecto de más de 4 millones de euros para conseguir que unas bacterias modificadas genéticamente produzcan hidrógeno utilizando agua no potable.
El reto de dicho proyecto es obtener hidrógeno mediante un proceso limpio, que no necesite combustibles fósiles, con agua de mar o residual. Y que, además, tenga la misma eficacia que otros procesos no contaminantes.
El hidrógeno verde, explican, es un vector clave para la descarbonización del planeta. Hasta ahora, se produce mediante una corriente eléctrica generada con fuentes renovables. Sin embargo, de los 70 millones de toneladas de hidrógeno que se consumen menos del 1% se obtiene de esta forma. La mayoría del hidrógeno que se consume es gris, es decir, que se produce a partir del gas natural. Y genera 830 millones de toneladas de dióxido de carbono por año.
El equipo de Biología Sintética De Novo del I2SysBio, liderado por el científico del CSIC Alfonso Jaramillo Rosales, acaba de iniciar un proyecto de investigación. Cuenta con una financiación de 4,2 millones de euros del Consejo Europeo de Innovación (EIC) dentro del programa Pathfinder. Dicho programa apoya la exploración de ideas audaces para obtener tecnologías nuevas.
Con el proyecto actual, se pretende aportar una solución distinta a la producción de hidrógeno verde. Para ello, utilizan el mecanismo que sustenta la vida en el planeta: la fotosíntesis. Según explica Jaramillo:
“La idea es diseñar nuevos genes en bacterias para transformar la energía solar en hidrógeno, algo que no sucede en la naturaleza”.
En la fotosíntesis natural, plantas, algas y algunos tipos de bacterias obtienen energía combinando agua y dióxido de carbono gracias a la luz del sol. En el proceso se produce oxígeno, que se libera a la atmósfera, así como carbohidratos (azúcares).
No obstante, la naturaleza ya ha descubierto cómo producir hidrogeno en un cierto tipo de algas (Chlamydomonas y Clostridium). Generan unas enzimas (hidrogenasas) capaces de combinar los protones y electrones para producir hidrógeno. Al respecto, añade el investigador:
“El problema es que la producción de hidrógeno se inhibe por la presencia del oxígeno producido en la fotosíntesis”.
Y, además, señala:
“Nuestra solución se basa en rediseñar los genes de la fotosíntesis en las bacterias fotosintéticas más estudiadas (Synechocystis) para que sean capaces de crear un entorno anaeróbico adecuado a la producción de hidrógeno con hidrogenasas de las algas.
Ello requiere tanto introducir los genes de hidrogenasas de las algas como modificar los genes existentes de la bacteria. Así se minimiza el que los electrones se destinen al metabolismo. Además, a estas bacterias se les añaden genes que les permitirán tolerar el agua salada y residual. Por ello, no utilizamos agua potable en el proceso”.
El objetivo del proyecto es también: construir una planta industrial de un nuevo tipo de paneles solares consistentes en biorreactores de 1.500 litros de agua que alojen las bacterias modificadas genéticamente.
El proyecto, que tiene una duración de 5 años a partir de octubre de 2022, cuenta con la colaboración de investigadores de: la Universidad de Uppsala (Suecia), Oporto (Portugal) y del Consejo Nacional de la Investigación (CNR) de Florencia (Italia). También participan empresas de Países Bajos y Nápoles, donde se fabricarán los biorreactores.
El desarrollo de esta tecnología permitiría producir hidrógeno verde mediante electrólisis de agua, con paneles solares y al mismo coste que el actual hidrógeno gris.
En su opinión, este sistema de biorreactores con bacterias modificadas genéticamente será otra forma competitiva de generar hidrógeno verde. Y, además, escalable y con menor coste, hasta 10 veces menos que los métodos empleados hoy día.
FUENTE: Centro Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)
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¿No se puede generar también H2 mediante la enzima nitrogenasa de los rhizobia? ¿No podría ser vía alternativa de producir hidrógeno?