Por ejemplo, se puede emplear la fotofermentación con Rhodobacter sphaeroides SH2C (o muchas otras bacterias púrpuras no azufradas [1] ) para convertir ácidos grasos moleculares pequeños en hidrógeno [2] y otros productos.
Vías dependientes de la luz
Bacterias fototrópicas
Las bacterias fototrópicas producen gas hidrógeno a través de la fotofermentación, donde el hidrógeno proviene de compuestos orgánicos. [4]
[4]
Productores fotolíticos
Los productores fotolíticos son similares a los fotótrofos, pero obtienen hidrógeno de las moléculas de agua que se descomponen cuando el organismo interactúa con la luz. [4] Los productores fotolíticos son algas y ciertas bacterias fotosintéticas. [4]
(algas) [4]
(bacterias fotolíticas) [4]
Producción de energía sostenible
La fotofermentación a través de bacterias púrpuras no productoras de azufre se ha explorado como un método para la producción de biocombustible. [5] El producto de fermentación natural de estas bacterias, el gas hidrógeno, se puede aprovechar como fuente de energía de gas natural. [6] [7] La fotofermentación a través de algas en lugar de bacterias se utiliza para la producción de bioetanol, entre otras alternativas de combustible líquido. [8]
Mecanismo
Las bacterias y su fuente de energía se mantienen en una cámara de biorreactor impermeable al aire y libre de oxígeno. [7] La temperatura adecuada para las especies bacterianas se mantiene en el biorreactor. [7] Las bacterias se sustentan con una dieta de carbohidratos que consiste en moléculas de sacáridos simples . [9] Los carbohidratos generalmente provienen de desechos agrícolas o forestales. [9]
Variaciones
Además de las formas silvestres de Rhodopseudomonas palustris , los científicos también han utilizado formas modificadas genéticamente para producir hidrógeno. [5] Otras exploraciones incluyen la expansión del sistema de biorreactor para albergar una combinación de bacterias, algas o cianobacterias . [7] [9] La producción de etanol la realiza el alga Chlamydomonas reinhardtii , entre otras especies, en ambientes cíclicos de luz y oscuridad. [8] El ciclo de ambientes claros y oscuros también se ha explorado con bacterias para la producción de hidrógeno, aumentando el rendimiento de hidrógeno. [10]
Ventajas
Las bacterias se alimentan típicamente con desechos agrícolas descompuestos o cultivos no deseados, como lechuga de agua o melaza de remolacha azucarera. [11] [5] La gran abundancia de dichos desechos asegura una fuente de alimento estable para las bacterias y utiliza de manera productiva los desechos producidos por el hombre. [5] En comparación con la fermentación oscura , la fotofermentación produce más hidrógeno por reacción y evita los productos finales ácidos de la fermentación oscura. [12]
Limitaciones
Las principales limitaciones de la fotofermentación como fuente de energía sostenible se derivan de los requisitos precisos para mantener las bacterias en el biorreactor. [7] Los investigadores han encontrado difícil mantener una temperatura constante para las bacterias dentro del biorreactor. [7] Además, el medio de crecimiento de las bacterias debe rotarse y renovarse sin introducir aire en el sistema del biorreactor, lo que complica la ya costosa instalación del biorreactor. [7] [9]
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Enlaces externos
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Fotofermentación
Mejora de la producción de hidrógeno fototrópico mediante fermentación asistida por portadores sólidos e iluminación interna con fibra óptica