Un comedor de metal: La Metallosphaera sedula puede extraer energía del sulfuro de cobre-hierro llamado calcopirita, la sustancia negra demostrada aquí. Mientras se alimenta, produce los iones de cobre (verde), el óxido de hierro (anaranjado), y el sulfuro (amarillo). El organismo utiliza la energía de los sulfuros para producir la acetilo-CoA, sustancia fundamental para contruir paquetes de células. Los investigadores han podido convertir estos organismos en artífices para convertir la acetilo-CoA en combustibles como butanol y los otros líquidos. Robert Kelly.
UN NUEVO PROGRAMA DESARROLLARÁ ACERCAMIENTOS NUEVOS A LOS COMBUSTIBLES RENOVABLES.
10 de Diciembre 2009.Por: Kevin Bullis.
Un nuevo programa de "electrocombustibles" fue anunciado esta semana por la Agencia de Energía de Proyectos de Investigación Avanzada (ARPA-e, por su sigla en inglés) que financiará la investigación de nuevas formas de hacer combustibles renovables. Los acercamientos podrían probar ser más eficiente que los usando por organismos fotosintéticos -por ejemplo las plantas y las algas- para hacer combustibles biológicos. Y en vez de hacer etanol, harán combustibles como diésel, que se podría distribuir y vender fácilmente con la infraestructura existente.
La idea es hacer combustibles líquidos usando organismos que pueden convertir el dióxido de carbono en moléculas orgánicas sin usar fotosíntesis, informó Arun Majumdar, director de ARPA-e. Los mecanismos que usan estos organismos podrían ser más eficientes que la fotosíntesis, afirmó.
Los acercamientos fotosintéticos entran en dos categorías. El más común es el crecimiento de las plantas y después utilizar las levaduras u otros microorganismos para fermentar los azúcares de las plantas para producir combustibles -como en la conversión de maíz en etanol. El otro acercamiento es utilizar organismos fotosintéticos para hacer combustibles más directamente. Esto podría implicar usando las algas que hacen aceites que se pueden entonces procesar en biodiesel, o aún la experimentación con microorganismos que hacen gasolina u otros hidrocarburos directamente.
ARPA-e podría financiar un acercamiento no-fotosíntetico consistente en aparear organismos con células solares. Investigaciónes recientes ha sugerido que algunos microorganismos pueden utilizar electricidad para formar moléculas orgánicas, tales como metano, afirmó Bruce Logan, profesor de ingeniería ambiental en la Universidad estal de Pennsylvania. Estos microorganismos podían ser utilizados más a fondo para hacer los combustibles líquidos.
Un segundo acercamiento no-fotosíntetico implica a microorganismos tales como a los extremofilos. Estos microorganismos viven en ambientes extremos, tales como agua caliente y ácida. Diferente al de las plantas y al de las algas, estos organismos no usan la luz como fuente de energía, puesto que viven en ambientes oscuros. Ellos tampoco extraen energía de moléculas orgánicas, tales como azúcares, porque aquellas no son disponibles a ellos. En lugar extraen energía de otras fuentes, tales como sulfuros metalicos. Ellos tampoco usan materia orgánica para hacer proteínas y lípidos, en lugar usan las moléculas inorgánicas, tales como dióxido de carbono.
Estos organismos han sido estudiados por largo tiempo por las enzimas que producen, puesto que estas enzimas pueden sobrevivir en temperaturas altas, y así que podrían ser útiles para los procesos industriales. Pero estos últimos años, el acceso de investigadores a los genomas de organismos ha permitido que identifiquen caminos metabólicos enteros -serie de reacciones emprendidas por los organismos- para convertir el dióxido de carbono en varias moléculas orgánicas. Puede ser posible modificar estos caminos de modo que estos organismos produzcan combustibles.
Un de tales organismos se llama Metallosphaera sedula, afirmó Roberto Kelly, director del programa de biotecnología del estado de Carolina del Norte. Se a encontrado a menudo en minas. "Oxida el sulfuro de metal, y es así cómo consigue energía y los electrones para los procesos celulares, " dijo. Estos organismos producen las moléculas orgánicas que se han utilizado para hacer butanol y otros combustibles líquidos.
Existen numerosos desfíos para hacer factible este proceso bioquímico. Pero Eric Toone, el director del proyecto y a cargo del programa de los electrocombustibles, piensa que es digno de intentar, porque la fotosíntesis es una manera muy ineficaz de hacer los combustibles. " ¿Llegará a ser más eficiente este proceso que la fotosíntesis? No tengo la menor idea idea, " dijo. " Pero la única manera para averiguarlo es intentar. Hay mucho "espacio en blanco" aquí. Ésta no es un área que se ha investigado como una ruta posible hacia los biocombustibles. Y esto es lo que se supone ARPA-e hará -intentar nuevas cosas."
El programa de electrocombustibles de Arpa-e no se limitara a los acercamientos que utilizan organismos, afirmó Majumdar. La clave es encontrar alternativas a la fotosíntesis. Otro acercamiento es utilizar la energía solar y los catalizadores inorgánicos para hacer combustible a partir de agua y dióxido de carbono, un acercamiento llamado fotosíntesis artificial.
Fuente: technologyreview.com
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