Un científico de Harvard modificó genéticamente una bacteria que Inhala CO2 y produce energía.
El químico que nos dio la hoja artificial ha manipulado genéticamente bacterias para absorber hidrógeno y dióxido de carbono y convertirlos en combustible de alcohol.
Cuando el profesor de Energía de Harvard, Daniel G. Nocera anunció que estaba trabajando con bacterias el año pasado, otros científicos advirtieron que sería difícil alcanzar un nivel productivo de eficiencia.
En ese momento, Nocera estaba apuntando a un 5 por ciento de eficiencia-cerca de 5 veces mejor que las plantas. Este mes en la Universidad de Chicago, anunció sus bacterias convierten la luz solar diez veces más eficientemente que las plantas.
«En este momento estamos haciendo isobutanol, isopentanol, isopropanol» dijo en una conferencia en el Instituto de Política de Energía en Chicago. «Estos son todos los alcoholes que se pueden quemar directamente. Y que proceden de hidrógeno a partir de agua dividida, y está respirando CO2. Eso es lo que está haciendo esto».
La hoja artificial de Nocera, desarrollada mientras estaba en el MIT, causó sensación hace cinco años debido a que la oblea de silicio y otros elementos se puede caer en el agua, ser expuesta a la luz solar, y continuamente va a dividir el agua en hidrógeno y oxígeno. El hidrógeno, un combustible limpio, se hace típicamente a partir de gas natural en un proceso que emite gases de efecto invernadero.
La hoja no ha cumplido con su promesa, dijo Nocera, porque el mundo no está listo para el combustible de hidrógeno.
«Si te doy mi hidrógeno renovable lo único que vas a hacer es inflar globos con él», dijo. «No hay infraestructura para el hidrógeno.»
Pero si el hidrógeno de la hoja se puede combinar con CO2 para producir combustible de alcohol, el combustible puede ser utilizado de la manera que el diesel lo es ahora.
Por eso, durante los últimos 18 meses, Nocera trabajó con los biólogos de la Escuela Médica de Harvard para diseñar una bacteria llamada Ralston eutropha que consume hidrógeno y CO2 y los convierten en trifosfato de adenosina (ATP), la molécula de energía utilizada por los organismos naturales. Sobre la base de los descubrimientos realizados anteriormente por Anthony Sinskey, profesor de microbiología en el MIT, se insertan más genes para convertir el ATP en alcohol y causar que las bacterias lo excreten.
«Las ilumina, y estas cosas sólo la excretan y luego se puede recoger», dijo Nocera.
Nocera espera que sus bacterias causen un impacto grande, igualmente que lo hizo su hoja, debido a que producen la energía mucho más eficiente que las plantas lo hacen por su propia cuenta. Las plantas convierten la luz solar en biomasa a aproximadamente 1 por ciento de eficiencia, dijo, después de usar la mayor parte de su energía para sobrevivir. Las bacterias de Nocera producen biomasa en el 10,6 por ciento y el alcohol con una eficiencia del 6,4 por ciento. El alcohol puede ser quemado directamente. La biomasa se puede hacer combustible.
«Sólo puedo dejar que los insectos crezcan exponencialmente. Ellos comen hidrógeno, que es su única fuente de alimento, y luego respiran el CO2, y se multiplican. Procrean, y entran en una curva de crecimiento exponencial».
La noticia pronto aparecerá en una edición de la revista Science.
Un reactor de un litro lleno de las bacterias de Nocera puede capturar 500 litros de CO2 en la atmósfera por día, dijo. Por cada kilovatio hora de energía que producen, van a eliminar 237 litros de CO2 del aire.
Pero gran parte volverá al aire cuando se queme el alcohol.
«Esto no resuelve el problema del CO2», dijo. «Estoy tomando el CO2 del aire, lo quemas y vuelve el CO2. Por lo que es de carbono neutral. No voy a quitar 400 ppm de CO2. Pero no va a utilizar más cosas de la tierra».
Debido a que la hoja puede hacer hidrógeno a partir de agua sucia, incluso orina y el CO2 está presente en exceso en la atmósfera, la tecnología es prometedora como una fuente de energía renovable local en zonas que carecen de una red eléctrica. Así Nocera quiere desarrollarla en donde las energías renovables distribuidas podrían tener el mayor impacto en la India.
La India carece de una infraestructura de red, alrededor de 300 millones de sus habitantes no tienen acceso a la electricidad. Pero eso también significa nuevas fuentes de energía pueden desarrollarse sin tener que competir con la industria establecida.
Nocera cree que la ruta habitual de financiación de la innovación en los Estados Unidos hace que la mayoría de las nuevas empresas de energía fallen. Por lo que quiere encontrar inversores que le ayuden a entregar la tecnología a los científicos indios, que pueden desarrollarla domésticamente.
Nocera es miembro de la Academia de Ciencias de la India.
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