En lo que respecta a los gases de efecto invernadero, el metano es el villano silencioso que podría arrastrarnos sigilosamente cada vez más a la crisis climática. En nuestra atmósfera, es al menos 25 veces más eficaz en atrapar el calor que el dióxido de carbono.
Tampoco es tan eficiente: a través de la quema, menos de la mitad de la energía del gas natural se puede convertir en energía eléctrica.
En un esfuerzo por exprimir más electrones de cada bocanada de metano, los investigadores en los Países Bajos han explorado una forma de central eléctrica bastante poco convencional, una que necesitarías un microscopio para ver.
“Esto podría ser muy útil para el sector energético”, dice Cornelia Welte, microbióloga de la Universidad de Radboud.
“En las instalaciones de biogás actuales, el metano es producido por microorganismos y posteriormente se quema, lo que impulsa una turbina, generando así energía. Menos de la mitad del biogás se convierte en energía, y esta es la capacidad máxima alcanzable. Queremos evaluar si puede hacerlo mejor usando microorganismos”.
El foco de su investigación es un tipo de arqueas, microbios parecidos a las bacterias conocidos por su extraordinario talento para sobrevivir en condiciones extrañas y duras, incluida la capacidad de descomponer el metano en entornos privados de oxígeno.
Este tipo específico, conocido como anaeróbico metanotrófico (ANME) archaea, manejan este truco metabólico descargando electrones en una cadena de reacciones electroquímicas, empleando algún tipo de metal o metaloide fuera de sus células o incluso donándolos a otras especies en su entorno.
Descrito por primera vez en 2006el género ANME Metanooperedens se descubrió que oxida el metano con un poco de ayuda de nitratos, haciéndolos como en casa en los pantanos húmedos de las alcantarillas agrícolas empapadas de fertilizantes de los Países Bajos.
Los intentos de extraer electrones de este proceso en las celdas de combustible microbianas han dado como resultado que se produzcan pequeños voltajes, sin una confirmación clara sobre exactamente qué procesos podrían estar detrás de la conversión.
Si estas arqueas alguna vez se muestran prometedoras como células de energía devoradoras de metano, realmente necesitarían producir una corriente de una manera clara e inequívoca.
Para hacer las cosas más difíciles, Metanooperedens
Así que Welte y sus colegas investigadores reunieron una muestra de microbios que sabían que estaban dominados por esta arquea que absorbe metano y los cultivaron en un ambiente carente de oxígeno donde el metano era el único donante de electrones.
Cerca de esta colonia también colocaron un ánodo de metal ajustado a voltaje cero, creando efectivamente una celda electroquímica preparada para generar una corriente.
“Creamos una especie de batería con dos terminales, donde uno de estos es un terminal biológico y el otro es un terminal químico”. dice microbióloga Heleen Ouboter, también de la Universidad de Radboud.
“Cultivamos las bacterias en uno de los electrodos, a los que las bacterias donan electrones resultantes de la conversión de metano”.
Después de analizar la conversión de metano en dióxido de carbono y medir las corrientes fluctuantes que alcanzaron los 274 miliamperios por centímetro cuadrado, el equipo dedujo que un poco más de un tercio de la corriente podría atribuirse directamente a la descomposición del metano.
En cuanto a la eficiencia, el 31 por ciento de la energía del metano se había transformado en energía eléctrica, lo que lo hace algo comparable con algunas centrales eléctricas.
Jugar más con el proceso podría dar lugar a la creación de baterías vivas altamente eficientes que funcionan con biogás, extrayendo más chispa de cada bit de gas y reduciendo la necesidad de canalizar metano a largas distancias. Y eso es importante porque algunas centrales eléctricas de metano apenas logran eficiencias de alrededor del 30 por ciento.
Pero con optimismo, deberíamos encontrar formas de liberarnos de nuestra adicción a todos los combustibles fósiles.
Sin embargo, dejando de lado las aplicaciones tecnológicas, aprender más sobre las diversas formas en que este insidioso gas de efecto invernadero se descompone en nuestro medio ambiente no puede ser algo malo.
Esta investigación fue publicada en Fronteras en Microbiología.