Súper algas de alta tecnología israelí pueden alimentar una revolución de energía verde

Dr. Iftach Yacoby y sus algas. (photo credit:TAU)

Investigadores israelíes han transformado al humilde moho de un estanque en una máquina para impulsar una revolución de energía verde.

El Dr. Iftach Yacoby y su equipo en la Universidad de Tel Aviv alteraron genéticamente algas unicelulares, que naturalmente emiten hidrógeno durante todo el día, lo que permite al organismo aumentar su eficiencia a cinco veces su capacidad natural.

Las pilas de hidrógeno ya se han implantado en vehículos, y el nuevo descubrimiento podría significar que las algas se conviertan en un actor clave en la búsqueda de energías verdes.

En la investigación de vanguardia, los científicos refutaron la teoría de que las micro algas sólo producen hidrógeno durante unos minutos en la madrugada, produciendo sólo una mínima cantidad de hidrógeno. El equipo de Yacoby descubrió no sólo que este no era el caso, y que las algas continúan emitiendo hidrógeno durante todo el día, sino que a través de la ingeniería genética podrían mejorar radicalmente el ritmo de trabajo de vida del charco.

El descubrimiento significa que en el futuro será posible cultivar las micro algas con los métodos de cultivo convencionales de manera que toda la energía necesaria se pueda producir en una escala más grande.

«El hidrógeno es una fuente de energía con enormes ventajas», dice Yacoby.  “Primero tiene un tremendo contenido de energía. El rango de desplazamiento de un coche con motor de hidrógeno es de más de 500 kilómetros por cinco kilos de hidrógeno, y una bicicleta eléctrica más de 100 kilómetros por 30 gramos del combustible de la bicicleta. En segundo lugar, el hidrógeno no contamina en absoluto. El proceso de utilización de la pila de combustible eléctrico genera sólo vapor de agua y lo que sale del escape de un coche con motor de hidrógeno contiene sólo agua limpia que puede incluso ser apta para el consumo».

Yacoby señaló que no es un sueño del futuro, ya que la revolución de los motores de hidrógeno ya está sucediendo.

En 2015, Toyota y Hyundai puso en marcha la producción de Mirai (que significa «futuro» en japonés) y Tucson, coches que funcionan con gas hidrógeno. Al mismo tiempo, bicicletas eléctricas también se están convirtiendo para que funcionen con hidrógeno. Estaciones de reabastecimiento que utilizan el gas, actualmente se están construyendo en Japón, Escandinavia, Alemania y California, y los científicos de todo el mundo están buscando métodos eficaces para producir hidrógeno y crear acceso a grandes volúmenes.

Yacoby dijo que ya en 1942 los científicos habían descubierto que las micro algas – algas unicelulares con un color verde que se encuentran en cualquier charco de agua estancada – liberan hidrógeno durante la fotosíntesis. Sin embargo, la sabiduría convencional hasta ahora sostuvo que se emite muy poco hidrógeno, por lo que no se podrían proporcionar cantidades útiles de energía.

«El hidrógeno es producido por algas con la ayuda de una enzima llamada hidrogenase que se descompone en presencia del oxígeno» explicó Yacoby. Por la noche, no se produce oxígeno, y cuando la cantidad de oxígeno disminuye, la célula crea una gran cantidad de hidrogenase. El supuesto hasta ahora ha sido que por unos momentos alrededor de la salida del sol, con la exposición a la luz solar, las algas producen ambos hidrógeno y oxígeno. Pero muy rápidamente, el oxígeno se acumula y se paraliza la hidrogenase, y se detiene la producción de hidrógeno. Decidimos probar esta hipótesis».

Para su sorpresa, los investigadores encontraron que incluso en la luz del día, cuando se produce el proceso de la fotosíntesis, las algas producen grandes cantidades de oxígeno y también emiten una pequeña cantidad de hidrógeno. A partir de esto, se llegó a la conclusión de que las algas son zonas sin oxígeno que hacen posible que funcione hidrogenase. «Más tarde encontramos en las algas tres mecanismos efectivos que trabajan sin descanso para eliminar el oxígeno de la célula, permitiendo al hidrogenase producir hidrógeno continuamente durante las horas del día,» dijo Yacoby. «Esto deja claro que las algas tienen un enorme potencial subutilizado para la producción de combustible de hidrógeno.»

En la siguiente etapa, los investigadores utilizaron la familiar tecnología de la ingeniería genética para intervenir en la fotosíntesis de micro algas. Su objetivo era hacer que la célula produzca una mayor cantidad de hidrogenase a expensas de otros procesos, tales como la producción de azúcar, lo que aumenta la producción de hidrógeno. De esta forma, fueron capaces de diseñar micro-algas de laboratorio que producen 400% más que las micro algas originales.

«Hace veinte mil años, sucedió la revolución agrícola. El hombre dejó de ser un cazador-recolector. Él domesticó especies de plantas de la naturaleza y comenzó a cultivar sus propios productos», concluyó Yacoby. «Pero cuando se trata de energía, todavía estamos recolectando de lo que la naturaleza nos da – hasta ahora principalmente combustibles fósiles contaminantes, cuyos suministros están disminuyendo rápidamente.»

Él predijo que los descubrimientos de su equipo «son un paso importante en una nueva revolución agrícola que podría cambiar el futuro de la humanidad – la producción de energía limpia en cantidades suficientes para satisfacer todas las necesidades del hombre. «En nuestro laboratorio, hemos creado cepas de micro algas que tienen el potencial para la producción masiva de hidrógeno, y ahora el reto es entregar estas capacidades a las cepas más resistentes que viven en la naturaleza. En otras palabras, el objetivo es domesticar especies silvestres de micro algas, así como el hombre domesticó el trigo silvestre para sus necesidades. Entonces seremos capaces de cultivar micro algas domesticadas y disfrutar de los vehículos impulsados por hidrógeno, y más adelante, incluso utilizarlo para mover las ruedas de la industria”.

(Traducido por el Consulado General H. de Israel en Guayaquil)