Microbios para almacenar energía

Arqueobacterias Methanospirillum, uno de los tipos que más metano producen

Las energías renovables, productoras de electricidad, enfrentan un problema que tenderá a agravarse con su expansión: en los periodos de menor demanda, si no se consume toda la electricidad producida, la misma no puede ser almacenada.

Un equipo de ingenieros de la Universidad del Estado de Pensilvania (Penn State), en Estados Unidos, ha descubierto unos microbios del reino Archaea que a partir de dióxido de carbono y agua pueden producir metano, mediante la adición de electricidad, y sin emisión de hidrógeno, obteniendo así una fuente de hidrocarburos portátil, y teóricamente neutra en relación a la fijación o emisión de carbono.

Los microorganismos metanogénicos producen metano en vertederos y zonas pantanosas, pero los científicos pensaban que estos organismos convertían materiales orgánicos, como el acetato, en metano, emitiendo también hidrógeno. Sin embargo, estos investigadores, al tratar de producir hidrógeno en las células por electrólisis microbiana, se han encontrado con una producción de metano muy superior a lo esperado.

Toda la generación de metano que ocurre en la naturaleza, y que hemos asumido que se produce en conjunto con emisión de hidrógeno, puede que no se procese así, dijo Bruce E. Logan, profesor de ingeniería ambiental de Penn State. Realmente hemos encontrado muy poco hidrógeno en fase gaseosa en la naturaleza. Quizás hemos asumido que el hidrógeno se estaba sintetizando, cuando no era el caso.

Logan, en colaboración con Shaoan Cheng, investigador asociado, Defeng Xing, investigador de post-doctorado, y Douglas F. Call, estudiante de posgrado de ingeniería ambiental, confirmaron que los organismos microscópicos produjeron el metano. Los investigadores crearon una célula de dos cámaras con un ánodo sumergido en el agua en un lado de la cámara y un cátodo en el agua, y nutrientes inorgánicos y dióxido de carbono en el otro lado de la cámara. Aplicaron una tensión, pero sólo durante un minuto. Después recubrieron el cátodo con una película biológica de Archaea, los microorganismos objeto de estudio, y no sólo hubo flujo de corriente en el circuito, sino que además las células produjeron metano.

La única forma de llegar a tener corriente con el voltaje utilizado es que los microbios estén directamente aceptando electrones, dijo Logan. Y señala también que la reacción electroquímica se lleva a cabo sin ningún tipo de catalizadores y con un nivel de energía menor que el necesario para la conversión de dióxido de carbono a metano usando métodos convencionales, no biológicos.

Estas células obtienen una eficiencia del 80 por ciento en el paso de electricidad a metano, y como usan dióxido de carbono como materia prima, el proceso sería neutro en relación al carbono si la electricidad proviene de una fuente diferente de los hidrocarburos, como la solar o la eólica.

El proceso no secuestra carbono, pero transforma el dióxido de carbono en combustible, dijo Logan. Si el metano se quema y el dióxido de carbono es capturado, entonces el proceso puede ser neutral en relación a la fijación o emisión de carbono.

Logan sugiere para los casos de exceso de electricidad puntual (en los momentos de menor demanda) el método de captura en un combustible transportable. Y considera que el metano es preferible al hidrógeno, porque una gran parte de las infraestructuras actuales de gestión de hidrocarburos podrían fácilmente transportarlo.