Cultivo de algas para producir energía
Las hidrogenasas son enzimas que combinan los protones (H+) con electrones y producen hidrógeno molecular (H 2) y se hallan presentes en casi todos los grupos de procariotas (células sin núcleo), en algunas eucariotas anaerobias (células que no necesitan oxígeno) y en algas verdes unicelulares.
Existen tres clases de hidrogenasas: las que llevan níquel y fierro en el centro activo, las que tienen fierro y aquellas que no tienen metal alguno.
Las que contienen fierro son casi 100 veces más activas que las otras y se hallan en las algas verdes; así, por ejemplo, en la planta Arabidopsis thaliana , se encontró un probable gen de hidrogenasa, pero no se sabe si tiene alguna función.
Al incubar las células de Chlamydomonas reinhardtii (un alga verde) en la oscuridad, ocurre un cambio en su metabolismo que llega a ser fermentativo en minutos y se puede observar muy rápidamente la expresión del gen de la hidrogenasa, el cual produce H2 a partir de substratos endógenos, como el almidón.
En cultivos sellados, cuando se priva a las algas de azufre y en presencia de luz, se ocasiona un desbalance entre la respiración y la fotosíntesis, entonces, se produce poco o nada de oxígeno y se induce la expresión de la hidrogenasa. La absorción de luz es esencial para la liberación del H2 porque ésta permite la oxidación del agua, la producción de protones y electrones, así como el transporte de éstos.
En la producción de hidrógeno destinado a servir como combustible se recomienda cultivar las algas hasta una densidad de 3 a 6 millones de células/ml y se les priva de azufre, con lo cual la producción de oxígeno cae a 10% de su tasa, en un lapso de 15 a 20 horas. Cuando las algas consumen todo el oxígeno, el cultivo queda en condiciones anaeróbicas, bajo luz continua. En estas condiciones, se logran hasta 2 o 2.5 ml de H 2 por litro de cultivo por hora.
Después de 100 horas, las algas deben volver a su metabolismo normal para permitir su recuperación. La optimización de la producción del hidrógeno molecular mediante el cultivo de algas puede ser un buen método para obtenerlo y usarlo como combustible.
