Sacando a los bichos para producir nuevo combustible


La bacteria Geobacter podría ser la máquina de generación de biocombustibles del futuro, produciendo butanol rico en energía que cuesta tan solo $ 2 por galón. Un proyecto que busca lograr esto, encabezado por Derek Lovley y sus colegas de la Universidad de Massachusetts, Amherst, recibió hoy $ 1 millón en fondos de parte de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada del Departamento de Energía (ARPA-E). Ni siqu

La bacteria Geobacter podría ser la máquina de generación de biocombustibles del futuro, produciendo butanol rico en energía que cuesta tan solo $ 2 por galón.

Un proyecto que busca lograr esto, encabezado por Derek Lovley y sus colegas de la Universidad de Massachusetts, Amherst, recibió hoy $ 1 millón en fondos de parte de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada del Departamento de Energía (ARPA-E). Ni siquiera fue la subvención más grande, con 37 proyectos que recibieron $ 106 millones para promover su investigación en esta segunda ronda de financiamiento.

El proyecto Geobacter es parte de una nueva ola de experimentos de generación de biocombustibles que alimentan electricidad a pequeñas criaturas y generan "electrocombustibles" valiosos como producto.

Reemplazan a una generación anterior de investigación en la que el poder de la fotosíntesis se transforma en biocombustibles, ya sea directamente de plantas como la remolacha azucarera o indirectamente de organismos como las algas.

"Esto es tan novedoso que ni siquiera tiene un nombre, pero llamémoslo una celda de combustible inversa", dijo Jeffrey Way, científico del Instituto Wyss de la Escuela de Medicina de Harvard. Un proyecto de Harvard que utiliza la bacteria Shewanella oneidensis obtuvo alrededor de $ 4 millones del dinero del estímulo federal. Se espera generar el octanol combustible rico en energía.

'Magia' hecha en una azotea
"Con la fotosíntesis estándar, hay muchos pasos en el camino, y necesitas tierra cultivable", dijo Lovley. "Esto se puede ejecutar en una azotea".

Y así, en una azotea en UMass, los investigadores cultivan bacterias en la superficie de un electrodo de grafito. Un panel solar cercano captura energía y la envía al electrodo cargado de bacterias.

Geobacter y Shewanella están construidas de forma única, ya que generan electricidad. Las bacterias producen largos tubos de proteínas que sobresalen de sus cuerpos en forma de burbujas. En el medio de estos tubos hay moléculas de proteínas que conducen la electricidad desde el interior de la bacteria hacia el exterior.

Cuando los investigadores hacen una ingeniería inversa de estos tubos para que tomen electrones de los electrodos de grafito, las bacterias se convierten en pequeñas células de combustible. Una pequeña modificación genética para ensamblar una vía fotosintética dentro del organismo hace que tomen dióxido de carbono para producir el combustible del tamaño correcto, como el butanol o el octanol.

Dicha ingeniería se encuentra en la frontera de la biología sintética, un campo que apunta a crear nuevos sistemas biológicos desde cero.

"Si eso suena como magia, algo así es", dijo Way, del Instituto Wyss.

Esto es cierto, especialmente en comparación con la captura de energía fotosintética. Incluso en un día soleado, los pigmentos de recolección de luz no capturan la luz de manera muy eficiente. Y en los subsiguientes pasos enzimáticos de la fotosíntesis, gran parte de la energía se pierde como calor. La eficiencia de captura es de solo un 1 por ciento.

Zapping de bacterias para crear 'electrocombustibles'
Un panel solar es 100 veces más eficiente para capturar la luz solar, según Lovley. Usando esta energía de entrada, se puede usar un sistema bacteriano para convertir la electricidad en "combustibles eléctricos".

La financiación de ARPA-E es de tres años, lo que coloca a los investigadores en un plazo ajustado para llevar a buen término sus proyectos antes de que se acabe el dinero, dijo Wyss.

Es parte de una iniciativa del DOE para estimular la investigación de vanguardia en nuevas fuentes de energía bajas en carbono. La financiación fue anunciada en una reunión de gabinete de la Ley de reinversión y recuperación de Estados Unidos realizada hoy por el vicepresidente Joe Biden.

"Al invertir en nuestros principales investigadores, no solo continuamos en el espíritu de la innovación estadounidense, sino que también ayudamos a crear una industria competitiva de energía limpia estadounidense que creará empleos seguros aquí en casa durante los próximos años", dijo Biden en un comunicado de prensa. .

Entre otros proyectos que se financiaron están los esfuerzos para capturar el dióxido de carbono de las centrales eléctricas de carbón con absorbentes especiales.

Otra es desarrollar una nueva generación de baterías de ultra alta densidad y bajo costo en un campo que está estancado en gran medida. Cerca de $ 5 millones se destinaron a ReVolt Technology para sus baterías de zinc-aire, producidas en Portland, Oregon.

"El premio de la Ley de Recuperación de ReVolt, anunciado hoy, nos permite acelerar la expansión de nuestra presencia en Portland", dijo James McDougall, CEO de la compañía.
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