Proceso biológico para la producción de hidrógeno. Parte 1.
Recordemos que un proceso biológico implica microorganismos como hongos o bacterias, o sus diversos componentes a nivel celular. Este método genera productos tales como el tequila o antibióticos y sirven para diversos tratamientos. Asimismo, el hidrógeno puede ser obtenido por uno de estos procesos. La generación de hidrógeno a través de un proceso biológico también es conocida como un proceso no convencional. Éstos han llamado la atención de diversos investigadores gracias a su versatilidad para ser usado con distintas fuentes de carbono. Tal es el caso de los desechos industriales, que, al ser empleados, se reduce la contaminación generada por los mismos. De la misma manera, los problemas por disposición de efluentes y residuos sólidos son reducidos. A continuación, hablaremos de la Biofotólisis directa y de la biofotólisis indirecta, métodos no convencionales para la generación de hidrógeno.
Biofotólisis directa
Este proceso biológico emplea un sistema fotosintético de algas y bacterias que dividen el agua en energía química, hidrógeno y oxígeno molecular [1]. Este proceso es gracias al uso de energía solar para reducir el impacto ambiental. Los fotosistemas presentes en los cloroplastos de algas verdes pueden absorber energía solar y convertirla en energía redox en forma de protones [2]. Uno problema presente al utilizar esta técnica es la sensibilidad que el oxígeno generado por fotosíntesis produce a las hidrogenasas. Otro inconveniente es el H2O2 producido, ya que es un compuesto altamente volátil. Sin embargo, su principal ventaja es que no necesita ningún combustible fósil, por lo que no genera emisiones contaminantes.
Biofotólisis indirecta
Este proceso consta de dos etapas: se utiliza energía solar que es transformada en energía química en forma de carbohidratos. Posteriormente, éstos son empleados como sustratos en una fermentación anaeróbica. Además, los carbohidratos son transformados en biohidrógeno en la fermentación gracias a las hidrogenasas. A continuación, las reacciones de las dos fases de la biofotólisis indirecta [2].
Mediante este proceso, al igual que en la biofotólisis directa, se necesita remover todo el oxígeno. Lo anterior es porque el oxígeno trabaja como un inhibidor de las enzimas hidrogenasas y nitrogenasas. Algo que no se busca ya que disminuye la tasa de producción de hidrógeno. Si el oxígeno no es retirado el proceso no consigue los niveles de hidrógeno que se estiman para estos métodos. Asimismo, se ha estudiado el uso de CO2 durante la fase de producción de hidrógeno. Específicamente en bajas concentraciones que van de 4 hasta el 18% p/v. Esto incrementa de densidad celular en la fase de crecimiento, es decir, más hidrógeno en fases posteriores.
Conclusiones
La producción de hidrógeno por fermentación tiene sus ventajas: bajo costo, simplicidad y el uso de materia prima renovable. Haciéndose un método más económico que los métodos convencionales. También, al no emplear combustible fósil se reduce la cantidad de energía utilizada durante el proceso de producción. Otra ventaja es que puede llevarse a cabo en temperatura ambiente y en presión ambiental. Debido a la menor cantidad energética consumida se obtiene menos hidrógeno. Además de investigar más sobre la producción y olvidando su transporte, almacenamiento y distribución. Todavía hay camino por recorrer, pero vamos paso a paso.
Bibliografía
[1] RODRIGUEZ, E. A. (2018). USO DEL HIDRÓGENO COMO FUENTE ALTERNATIVA PARA ALIMENTAR PILAS DE COMBUSTIBLE. Bógota: Universidad América. Recuperado el 3 de Noviembre de 2021, de http://repository.uamerica.edu.co/bitstream/20.500.11839/7136/1/239075-2018-I-GA.pdf
[2] Romero, M. G. (2020). Biocombustibles y producción de biohidrógeno. MoleQla: revista de Ciencias de la Universidad Pablo de Olavide, (38), 8. https://www.upo.es/cms1/export/sites/upo/moleqla/documentos/Numero38/Destacado-1.pdf
