Investigadores del Laboratorio de Berkeley han conseguido que las bacterias produzcan directamente un nuevo biocombustible con una densidad energética mucho mayor que la del combustible para aviones.
Las nuevas moléculas candidatas a combustible se conocen como ésteres metílicos de ácidos grasos policiclopropanados (POP-FAMEs), y están formadas por siete conjuntos de anillos de ciclopropano. Se trata de anillos de tres átomos de carbono unidos en forma triangular, lo que obliga a los enlaces a formar un ángulo de 60 grados. Las tensiones de ese ángulo agudo albergan una gran energía potencial que puede liberarse durante la combustión.
Los investigadores identificaron las bacterias naturales productoras de ciclopropano en una familia llamada Streptomyces, y luego copiaron los grupos de genes asociados en otras bacterias más aptas para el laboratorio. El resultado fueron unas moléculas POP-FAME que el equipo denominó fuelimicinas, que sólo requieren un paso más de procesamiento químico para convertirse en un combustible listo para ser quemado.
A continuación, los científicos realizaron simulaciones por ordenador de los combustibles resultantes para estimar sus propiedades en comparación con los combustibles convencionales.
Este análisis sugirió que los nuevos combustibles serían seguros y estables a temperatura ambiente, y tendrían una densidad energética de más de 50 MJ/L. La densidad energética de la gasolina se sitúa en torno a los 32 MJ/L, mientras que los combustibles comunes para aviones y cohetes alcanzan un máximo de 35 MJ/L.
Esta mayor densidad energética podría ayudar a los vehículos a recorrer más kilómetros con el mismo depósito, o reducir la cantidad de combustible necesaria para el lanzamiento de cohetes, ahorrando más espacio y peso para la carga. Al mismo tiempo, la producción de los combustibles a partir de bacterias reduce su impacto medioambiental.
Esta vía biosintética proporciona una ruta limpia para obtener combustibles de alta densidad energética que, antes de este trabajo, sólo podían producirse a partir del petróleo mediante un proceso de síntesis muy tóxico.
Como estos combustibles se producirían a partir de bacterias alimentadas con materia vegetal, que se fabrica con dióxido de carbono extraído de la atmósfera, su combustión en los motores reducirá significativamente la cantidad de gases de efecto invernadero añadidos en relación con cualquier combustible generado a partir del petróleo.
Jay Keasling, director del proyecto.
Por supuesto, estos biocombustibles aún no están listos para su uso. El equipo tiene que encontrar la forma de fabricar mayores cantidades para poder probarlo en los motores, mediante la ingeniería del proceso en cepas de bacterias más eficientes. También tienen previsto investigar formas de fabricar moléculas de diferentes longitudes para distintos fines.
Estamos trabajando en la adaptación de la longitud de la cadena para aplicaciones específicas. Los combustibles de cadena más larga serían sólidos, adecuados para ciertas aplicaciones de combustible para cohetes, las cadenas más cortas podrían ser mejores para el combustible para aviones, y en el medio podría estar una molécula alternativa al diésel.
Eric Sundstrom, autor del estudio.
Vía Bacteria for Blastoff: Using Microbes to Make Supercharged New Rocket Fuel – Berkeley Lab (lbl.gov)
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