Científicos estadunidenses lograron producir hidrógeno a partir de biomasa compuesta por desechos de maíz en un procedimiento experimental que puede reducir significativamente el tiempo y los costos de producción del combustible, el cual es muy prometedor para los coches ecológicos, pues el único residuo que produce es agua.
Al encontrar un método para obtener cantidades industriales de hidrógeno, los científicos del Instituto Tecnológico de Virginia (Virginia Tech) pueden contribuir a acelerar la llegada a gran escala de vehículos más económicos y que no emitan gases de efecto invernadero.
Percival Zhang, autor principal del estudio publicado en la revista especializada Proceedings of the NationalAcademy of Sciences(PNAS), declaró en el sitio web del instituto: “Nuestro nuevo proceso puede ayudar a poner fin a nuestra dependencia de los combustibles fósiles”.
De acuerdo con Zhang, profesor asociado de ingeniería de sistemas biológicos, “el hidrógeno es uno de los biocombustibles más importantes del futuro”.
La diferencia
A diferencia de otros métodos de producción de hidrógeno, los investigadores del Virginia Tech crearon un proceso biológico que utiliza enzimas que permiten producir hidrógeno rápidamente y con altos rendimientos a partir de glucosa y xilosa, azúcares abundantes en los residuos del maíz, como los olotes y las hojas de esa planta.
Ese hallazgo, desde el punto de vista de los investigadores, resulta trascendente porque el método usual para obtener hidrógeno emplea la electrólisis —administración de una corriente eléctrica en un compuesto, en este caso el agua—, y si esa energía se obtiene a partir de la quema de petróleo o carbón, “no tiene sentido utilizar recursos naturales no renovables para producir hidrógeno”, señaló el científico.
Hemos demostrado el paso más importante hacia una economía basada en el hidrógeno, es decir, produciendo uno limpio y económico que proviene de la biomasa local”, destacó Zhang.
Producción en masa
Uno de los mayores obstáculos para la producción a gran escala de hidrógeno es su elevado costo, porque en el método más eficaz se produce a partir de gas natural.
Además, la distribución de este combustible para los usuarios de vehículos equipados con celdas que lo emplean constituye otro desafío, ya que se trata de un elemento químico que no es estable o fácil de almacenar como la gasolina.
Durante siete años el equipo de Zhang se centró en hallar una forma no tradicional para producir hidrógeno de alto rendimiento a bajo costo. En su investigación anterior, utilizó, enzimas para generarlo a partir de almidón, pero la reacción requería de una fuente de alimento que hizo que el proceso fuera demasiado costoso para la producción en masa.
Entonces, explicaron los investigadores en un comunicado, decidieron utilizar xilosa, que comprende hasta 30 por ciento de las paredes celulares de las plantas, pero a pesar de su abundancia, su uso para la liberación de hidrógeno ha sido limitado.
Los microorganismos que la mayoría de los científicos había utilizado antes en sus experimentos no pueden producir hidrógeno con un alto rendimiento, debido a que crecen y se reproducen en lugar de dividir las moléculas de agua.
Para resolver ese problema, los científicos Virginia Tech apartaron una serie de enzimas de sus microorganismos nativos y desarrollaron un coctel personalizado de esas moléculas que no existe en la naturaleza.
Las enzimas, explicaron, cuando se combinan con xilosa y un polifosfato, liberan un volumen de hidrógeno sin precedentes a partir de dicha azúcar, lo que resulta en la producción de alrededor de tres veces más hidrógeno.
El equipo de investigadores indicó que ya recibió un financiamiento importante para la próxima etapa de su proyecto, que consiste en demostrar la capacidad de producir hidrógeno a partir de biomasa a una escala industrial.
El proyecto fue financiado en parte por la petrolera Shell, en el contexto de su iniciativa “GameChanger” (Cambiador del juego) y la Fundación Nacional de las Ciencias de Estados Unidos.
