Las bacterias "eléctricas" son el ingrediente clave en un nuevo proceso desarrollado por el Laboratorio Nacional Oak Ridge del Departamento de Energía que recicla las aguas residuales de la producción de biocombustibles para generar hidrógeno. El hidrógeno se puede utilizar para convertir el bio-aceite en combustibles líquidos de mayor gradocomo gasolina o diesel.
"Estamos resolviendo múltiples problemas al mismo tiempo", dijo el investigador de ORNL Abhijeet Borole, quien dirigió un proyecto de varios años para desarrollar el sistema.
La demostración a escala de laboratorio del equipo puede producir 11.7 litros de hidrógeno por día a las tasas requeridas para aplicaciones industriales. Borole señala que aunque se requiere más trabajo para llevar la tecnología a la escala comercial, su progreso demuestra el potencial de la electrólisis microbianapara hacer que las biorefinerías sean más eficientes y económicamente viables.
Al igual que una refinería de petróleo convencional, el concepto de biorefinería se centra en la conversión de materiales vegetales en productos de mayor valor, incluidos los combustibles y productos químicos de hidrocarburos.
La electrólisis microbiana es impulsada por electrógenos, bacterias que digieren compuestos orgánicos y generan una corriente eléctrica. Borole puso a estas bacterias a trabajar para descomponer los ácidos orgánicos en el bio-aceite líquido que se produce a partir de materias primas vegetales como el pasto de pasto. Normalmente, aproximadamenteuna cuarta parte del bio-aceite líquido es agua contaminada que contiene ácidos corrosivos.
"Estamos tomando estos desechos, que pueden ser del 20 al 30 por ciento de la biomasa que se pone en el proceso, produciendo hidrógeno y volviendo a poner ese hidrógeno en el aceite", dijo Borole.
El hidrógeno generado a partir de los microbios podría desplazar la necesidad de gas natural, que se utiliza más adelante en el proceso de producción para actualizar el bio-aceite en combustibles líquidos desechables más deseables.
"Puede reciclar el agua, producir hidrógeno limpio y eliminar el gas natural", dijo Borole.
Los investigadores desarrollaron un procedimiento para evolucionar y enriquecer una comunidad bacteriana resistente que podría tolerar los compuestos tóxicos en las aguas residuales de biocombustibles. Este delicado equilibrio también implicó optimizar el proceso general y los parámetros del sistema para permitir el éxito de la bacteria.
"Estás tratando de extraer eficientemente electrones de cientos de compuestos y producir hidrógeno", dijo Borole. "¿Cómo lo haces cuando los subproductos vegetales están envenenando este alimento bacteriano? Tienes que encontrar una manera de negar o neutralizar ese venenoy poder producir esos electrones al mismo tiempo "
En esta aplicación, el veneno bacteriano viene en forma de productos creados por la degradación de la lignina, un polímero resistente que se encuentra en las paredes celulares de las plantas. Pero comprender cómo construir y optimizar los sistemas de electrólisis microbiana que pueden tolerar y tratar las aguas residuales contaminadas podría tenerbeneficios fuera de la producción de biocombustibles.
"Estos sistemas tienen potencial para aplicaciones de gran alcance, incluyendo producción de energía, bioremediación, síntesis química y de nanomateriales, electro-fermentación, almacenamiento de energía, desalinización y tratamiento de agua producida", dijo Alex Lewis, estudiante de doctorado de la Universidad de TennesseeCentro Bredesen de Investigación y Educación Interdisciplinaria.
El equipo de investigación ahora se centra en completar un análisis del ciclo de vida de la tecnología para evaluar sus emisiones de gases de efecto invernadero y el uso del agua.
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Materiales proporcionado por Laboratorio Nacional de Oak Ridge . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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