Avances en Electro-combustibles: Entrevista con el Dr. Mike Adams

11 April, 2013 | By More

Avances en Electro-combustibles: Entrevista con el Dr. Mike Adams

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Por Dora López PhD; Abril 10, 2013

Avances en el desarrollo de los llamados “electro-combustibles” ha permitido a los investigadores producir productos químicos industriales importantes, como el ácido 3-hidroxipropiónico, de moléculas simples como el hidrógeno y dióxido de carbono. Una característica importante de estos enfoques es que éstos no dependen de azúcares construidas por las plantas mediante el proceso de fotosíntesis, sino que permiten la captura de dióxido de carbono directamente, con microorganismos como bacterias, tomando una ruta más eficiente para cerrar el ciclo del carbono.

 

Nos pusimos en contacto con el Dr. Mike Adams del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular en la Universidad de Georgia con respecto a su investigación en electro-combustibles. Esto fue lo que nos comentó:

 

¿Quién proporciona soporte para la investigación?

 

Este trabajo es apoyado por el programa de ARPA-E “Electrofuels” del Departamento de Energía y fue un esfuerzo de colaboración con el grupo del profesor Bob Kelly en North Carolina State University.

 

¿Cuáles son los objetivos del proyecto de investigación?

 

Pyrococcus furiosus

Pyrococcus furiosus es un microorganismo hiper-termofílico que puede crecer a temperaturas de entre 70°C y 103°C. Investigadores de UGA y NCSU lo han modificado genéticamente para metabolizar el dióxido de carbono y producir productos químicos importantes

El objetivo del proyecto es utilizar directamente el gas de hidrógeno para convertir dióxido de carbono en un combustible líquido. Estamos utilizando Pyrococcus furiosus, un microorganismo que crece de forma óptima en agua hirviendo (100° C) pero que naturalmente no usa dióxido de carbono. Nosotros modificamos genéticamente el microorganismo para utilizar dióxido de carbono e hidrógeno eficientemente a menor temperatura (cerca de 70° C) donde el Pyrococcus mismo tiene poca actividad (está en un estado de “shock” frío) y no debe interferir en el proceso.

 

¿Cuál es la importancia del trabajo recientemente publicado en PNAS?

 

En el documento publicado la semana pasada en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias se probó el concepto y se demostró que Pyroccocus utilizaría el gas de hidrógeno e incorporaría el dióxido de carbono para producir un importante químico industrial utilizado para hacer plásticos y otros materiales.

 

¿Cuáles son los próximos pasos?

 

Ahora estamos intentando diseñar genéticamente Pyrococcus para generar combustibles exclusivamente a partir de hidrógeno y dióxido de carbono. Todo este trabajo es en la escala de laboratorio.

 

En el largo plazo, en cualquier proceso comercial que podría ser visualizado, el dióxido de carbono como fuente de carbono para el combustible o productos químicos podría provenir de la atmósfera o más fácilmente de diversos procesos industriales que generan dióxido de carbono como un producto de desecho.

 

El gas de hidrógeno – utilizado para la conversión de dióxido de carbono en el combustible o productos químicos –  proviene de los combustibles fósiles como el metano, pero la esperanza es que eventualmente el proceso utilice hidrógeno de fuentes renovables como algas fotosintéticas o la fermentación de productos residuales.

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Advances in Electro-fuels: Interview with Dr. Mike Adams

By Dora López PhD; April 10, 2013

Advances in the development of the so-called “electrofuels” have allowed researchers to produce important industrial chemicals, such as 3-hydroxypropionic acid, from simple molecules such as hydrogen and carbon dioxide. An important characteristic of these approaches is that these do not rely on sugars built by plants through the photosynthesis process, rather they enable the capture of carbon dioxide directly, with microorganisms such as bacteria, taking a more efficient route to closing the carbon cycle.

We got in touch with Dr. Mike Adams from the Department of Biochemistry & Molecular Biology at University of Georgia regarding his investigation on electrofuels. Here is what he told us:

Who provides support for the research?

This work is supported by the ARPA-E Electrofuels program of the Dept of Energy and was a collaborative effort with the group of Professor Bob Kelly at North Carolina State University.

What are the objectives of the research project?

Pyrococcus furiosus

Pyrococcus furiosus a hyperthermophilic microorganism that can grow at temperatures between 70C and 103C. UGA and NCSU researchers have genetically engineered it to metabolize carbon dioxide and produce important chemicals.

The goal of the project is to use hydrogen gas to directly convert carbon dioxide into a liquid fuel. We are using Pyrococcus furiosus, a microorganism that grows optimally in boiling water (100°C) but does not naturally use carbon dioxide.  We genetically engineered the microorganism to use carbon dioxide and hydrogen gas but to do so very efficiently at much lower temperatures (near 70°C) where Pyrococcus itself has little activity (it is in a cold shock) and should not interfere with the process.

What is the significance of the recently published PNAS paper?

In the paper published last week in the Proceedings of the National Academy of Sciences we demonstrated proof of principle and showed that Pyroccocus would use hydrogen gas and incorporate carbon dioxide into an important industrial chemical used to make plastics and other materials.

What are the next steps?

We are now attempting to genetically engineer Pyrococcus to generate fuels solely from hydrogen and carbon dioxide. All of this work is on the laboratory scale.

In the longer term, in any commercial process that could be envisioned, the carbon dioxide as the source of carbon for the fuel or chemical could come from the atmosphere or more readily from various industrial processes that generate carbon dioxide as a waste product.

The hydrogen gas – used for carbon dioxide conversion to the fuel or chemical – comes from fossil fuels such as methane, but the hope is that eventually any process would use hydrogen from renewable sources such as photosynthetic algae or waste product fermentation.

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Category: Bioenergía: Biomasa, Biocombustibles y Biogas, Hidrógeno

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