Producción de biohidrógeno

Realizado por: Katherine Esther Vásquez Núñez

En esta ocasión trataremos un tema de importancia y de tendencia actual, que es la producción de combustibles renovables mediante mecanismos biológicos. Uno de los combustibles de relevancia es la generación de biohidrógeno, para lo cual, realizaremos una entrevista al Dr. Fabián Véliz de la Vega, quien actualmente es doctor candidato a un doctorado de biotecnología en un doctorado conjunto de la Universidad Técnica Federico Santa María y la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso.

¿Podría contarnos sus experiencias relacionadas a la producción de biohidrógeno?

“En este momento estoy trabajando en procesos y optimización para la producción de biohidrógeno, usando modelos biológicos, para ello estoy usando Clostridium acetobutylicum, un microrganismo anaerobio, característico de trabajos por producir acetona, butanol y etanol (ABE), e hidrógeno como compuesto principal en este caso y de manera general emplean biomasa conformada por glucosa respectivamente”.

“Lo resaltante de esta cepa, es que la producción de hidrógeno es constante, siendo una ventaja a futuro. A diferencia de los procesos de fermentación oscura que suelen ser cíclicos y afectan negativamente la producción. Por eso lo que se está haciendo ahora es tomar este microrganismo y ver si tiene una producción constante de hidrógeno”.

Fig1. Destino escalonado de la biomasa para la producción de biohidrógeno (Fuente: Sivaramakrishnan et al., 2021).

Fig2. Bioproceso para la producción de hidrógeno y ABE (acetona, butanol, etanol) (Fuente: Tondro et al., 2020).

A pesar de las ventajas ambientales que conllevaría el uso de biohidrógeno frente a los combustibles fósiles. ¿Por qué aún no se ha consolidado su uso a nivel global?

“Se tiene que considerar que la producción de hidrógeno general tanto como hidrógeno convencional que se puede utilizar como energía verde, se genera mediante celdas electroquímicas, otra posible forma de producir biohidrógeno es utilizando glucosa u otras fuentes de electrones. Todavía está en una etapa inicial en dónde se está procesando de manera experimental “.

“Otra cosa más importante que el desarrollo de su producción es el hecho de cómo almacenar y contenerlo, es una parte que está generando muchos costos. A pesar de que tiene una alta densidad energética, se necesita gran producción de hidrógeno y solamente se cuenta con pequeñas bombas”. Respecto a lo mencionado, estos sería uno de los factores por lo que no se ha consolidado su uso de forma intensiva.

¿Se ha podido emplear de forma eficiente los subproductos generados en la producción de biohidrógeno?

“Clostridium acetobutylicum está asociado a la producción de muchos ácidos, como el ácido butírico, el ácido acético y el ácido láctico qué pueden tener roles industriales que son diversificados, así también pueden ser utilizados como materia prima para la obtención de otros productos. Por ejemplo, el ácido butírico puede ser utilizado para producir etanol, el ácido acético se puede convertir en acetona y el ácido láctico puede servir para otro tipo de procesos”.

¿Qué ambientes serían los propicios para el aislamiento de microorganismos productores de biohidrógeno?

“Depende del tipo de proceso que se quiere manejar, por ejemplo, si se quiere aislar algas verdes o cianobacterias que producen hidrógeno dependiente de la luz, se puede buscar humedales o zonas que puedan tener contenidos de estos microorganismos. Si se quiere hacer procesos que dependan de altas temperaturas y se aumente la producción se tendría que buscar géiseres, lugares más térmicos en dónde microorganismos como las arqueas puedan producir hidrógeno”.

“Una forma más fácil, nos brinda Clostridium acetobutylicum mediante procesos de fermentación oscura, aunque este término no es la apropiado para mí. Este microrganismo se busca en granjas y basurales. De ahí se puede tomar y aislar consorcios y microorganismos para ser utilizados. En Colombia se han utilizado granjas para el estudio de microorganismos productores de hidrógeno”.

¿Qué podemos esperar sobre la producción de biohidrógeno en los próximos 10 o 20 años?

“Es bastante factible porque ya se están probando cepas y procesos. Sin temor a equivocarme, ya hay pequeñas empresas que toman estos microorganismos y producen hidrógeno para poder sustentarse. La gracia es que, en estos procesos se pueda tomar residuos lignocelulósicos o desechos biodegradables en dónde estos microorganismos como los de fermentación anaeróbica puedan procesarlo”.

El Dr. López culminó la entrevista destacando a Clostridium acetobutylicum, como un microorganismo útil para la generación de biohidrógeno. Así mismo; le confirió algunas ventajas como la flexibilidad metabólica para producir varios compuestos de interés y por último destacó a este microorganismo como un productor de bajo costo, debido a que utiliza residuos orgánicos como sustrato.