Energia

Superado limite teórico da produção de bio-hidrogênio

Superado limite teórico da produção de bio-hidrogênio
É uma rota promissora para a fabricação de hidrogênio verdadeiramente limpo, sem depender dos combustíveis fósseis. [Imagem: Scott Schrage/University of Nebraska-Lincoln]

Bio-hidrogênio

Uma bactéria geneticamente modificada produziu 46% mais hidrogênio por célula do que uma forma natural da mesma espécie.

Mais do que isso, ela detonou o que era considerado o teto teórico da quantidade de hidrogênio que as bactérias poderiam produzir via fermentação, o processo de conversão de açúcar responsável pela fabricação do iogurte, cerveja, queijo etc. Em 1977, o químico Rudolf Thauer estabeleceu esse limite em 4 unidades.

Raghuveer Singh e seus colegas alcançaram um rendimento de 5,7 unidades de hidrogênio para cada unidade de glicose ingerida pela bactéria.

"O feito representa um avanço no esforço global para ampliar a produção sustentável de hidrogênio de queima limpa para veículos e para a indústria," disse Singh, da Universidade de Nebraska-Lincoln, nos EUA. A maior parte do hidrogênio comercial vem do refino de combustíveis fósseis não renováveis, como gás natural, petróleo e carvão, em processos que geram quantidades consideráveis de dióxido de carbono.

Hidrogênio bacteriano

A bactéria Thermotoga maritima fermenta o açúcar em moléculas mais simples baseadas em carbono que alimentam dois processos: o crescimento de novas células bacterianas e a produção dos chamados metabólitos, um dos quais é o hidrogênio. Mas, sob condições normais, em sua maior parte esse carbono é canalizado para a maquinaria biológica que produz novas bactérias, deixando pouco para a produção de hidrogênio.

Assim, Singh decidiu inativar temporariamente um gene que não tem efeito sobre o crescimento celular, mas retarda a produção de hidrogênio na T. maritima. Quando ele fez isto, um segundo gene - este envolvido no transporte de açúcar - mutou espontaneamente para evitar um acúmulo letal de metabólitos à base de açúcar.

Essa mutação redirecionou dramaticamente o gasto de energia da bactéria do crescimento celular para a produção de hidrogênio, criando uma nova cepa que os pesquisadores chamaram de Tma 200.

Singh descreveu o mecanismo como uma "estratégia promissora" para aumentar a produção bacteriana de qualquer metabólito em potencial: "O hidrogênio é apenas uma das muitas possibilidades," disse ele.

Bibliografia:

Uncoupling Fermentative Synthesis of Molecular Hydrogen from Biomass Formation in Thermotoga maritima
Raghuveer Singh, Derrick White, Yasar Demirel, Robert Kelly, Kenneth Noll, Paul Blum
Applied and Environmental Microbiology
DOI: 10.1128/AEM.00998-18




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