El transporte de metano desde las cabezas de los pozos de gas al mercado brinda múltiples oportunidades para que este gas de efecto invernadero se filtre a la atmósfera. Ahora, un equipo internacional de investigadores ha dado el primer paso para convertir el metano directamente en electricidad usando bacterias, de una manera que podría hacersecerca de los sitios de perforación.
"Actualmente, tenemos que enviar metano a través de tuberías", dijo Thomas K. Wood, titular de la cátedra de biotecnología y profesor de ingeniería química, Penn State. "Cuando envía metano, libera gases de efecto invernadero. Podemos"t eliminar toda la fuga, pero podríamos cortarla por la mitad si no la enviamos a través de tuberías a largas distancias ".
El objetivo de los investigadores es utilizar celdas de combustible microbianas para convertir el metano en electricidad cerca de las cabezas de pozo, eliminando el transporte a larga distancia. Ese objetivo aún está lejos en el futuro, pero ahora han creado una celda de combustible alimentada por bacterias que puede convertirel metano en pequeñas cantidades de electricidad.
"La gente ha intentado durante décadas convertir directamente el metano", dijo Wood. "Pero no han podido hacerlo con celdas de combustible microbianas. Hemos diseñado una cepa de bacterias que puede".
Las celdas de combustible microbianas convierten la energía química en energía eléctrica usando microorganismos. Pueden funcionar en la mayoría de los materiales orgánicos, incluidas las aguas residuales, el acetato y los desechos de elaboración de cerveza. Sin embargo, el metano causa algunos problemas para las celdas de combustible microbianas porque, si bien hay bacterias que consumen metano, viven en las profundidades del océano y actualmente no son cultivables en el laboratorio.
"Sabemos de una bacteria que puede producir una enzima energética que atrapa metano", dijo Wood. "No podemos cultivarla en cautiverio, pero observamos el ADN y encontramos algo del fondo del Mar Negro y sintetizamoseso."
Los investigadores crearon un consorcio de bacterias que produce electricidad porque cada bacteria hace su parte del trabajo. Utilizando enfoques biológicos sintéticos, incluida la clonación de ADN, los investigadores crearon una bacteria como las que se encuentran en las profundidades del Mar Negro, pero una que ellospuede crecer en el laboratorio. Esta bacteria usa metano y produce acetato, electrones y la enzima energética que atrapa los electrones. Los investigadores también agregaron una mezcla de bacterias encontradas en el lodo de un digestor anaeróbico, el último paso en el tratamiento de desechos.bacterias que producen compuestos que pueden transportar electrones a un electrodo, pero estas bacterias necesitaban aclimatarse al metano para sobrevivir en la celda de combustible. Informan los resultados de su trabajo en Comunicaciones de la naturaleza .
"Necesitamos lanzaderas de electrones en este proceso", dijo Wood. "Las bacterias en el lodo actúan como esas lanzaderas".
Una vez que los electrones alcanzan un electrodo, el flujo de electrones produce electricidad. Para aumentar la cantidad de electricidad producida, los investigadores utilizaron un género bacteriano natural: Geobacter, que consume el acetato creado por la bacteria sintética que captura metano para producir electrones..
Para demostrar que era necesaria una lanzadera de electrones, los investigadores hicieron funcionar la celda de combustible solo con las bacterias sintéticas y Geobacter. La celda de combustible no produjo electricidad. Agregaron ácidos húmicos, una lanzadera de electrones no viva, y las celdas de combustibletrabajado. Las bacterias del lodo son mejores transbordadores que los ácidos húmicos porque son autosuficientes. Los investigadores han presentado patentes provisionales sobre este proceso.
"Este proceso genera mucha electricidad para una celda de combustible microbiana", dijo Wood. "Sin embargo, en este punto esa cantidad es 1,000 veces menor que la electricidad producida por una celda de combustible de metanol".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Estado Penn . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :