Un equipo de investigadores del grupo de Biotecnología Molecular del área de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad de Cádiz ha obtenido hidrógeno mediante un proceso biotecnológico que transforma subproductos de la industria de los carburantes en materia prima para producir este biogás.
Para ello, han empleado dos microorganismos: uno encargado de convertir glicerol —compuesto generado en grandes cantidades durante la fabricación de biodiésel— en ácido málico, y otro que utiliza este producto químico, presente de forma natural en frutas, para generar hidrógeno.
Según la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación, el estudio demuestra a escala de laboratorio la viabilidad de obtener hidrógeno de forma sostenible aplicando principios de economía circular en biorrefinerías de biodiésel.
El sistema diseñado combina dos microorganismos que actúan de manera secuencial. En una primera fase, una cepa modificada de Escherichia coli convierte el glicerol en ácido málico mediante un proceso de fermentación oscura, que no requiere luz. Posteriormente, la bacteria fotosintética Rhodobacter capsulatus utiliza ese compuesto para generar hidrógeno a través de fotofermentación.
El catedrático de la UCA Jorge Bolívar, autor del estudio, señala que este método ha permitido alcanzar concentraciones de ácido málico cercanas a 11 gramos por litro en 24 horas, una de las cifras más elevadas obtenidas en bacterias empleando glicerol como fuente de carbono. Además, se comprobó la estabilidad del sistema durante al menos 72 horas.
En la segunda etapa, el ácido málico generado sirve como sustrato para Rhodobacter capsulatus, que produce hidrógeno mediante fotofermentación, un proceso impulsado por la luz. “De esta forma, el sistema posibilita que en una misma factoría se pueda producir biodiésel y, con los desechos de fabricación, obtener hidrógeno como fuente de energía”, explica Bolívar.
Una de las principales innovaciones del estudio es que no es necesario purificar el ácido málico antes de su uso en la segunda fase. La bacteria fotosintética puede emplear directamente los compuestos presentes en el medio de fermentación, lo que simplifica el proceso y reduce costes operativos. El trabajo, publicado en la revista Microbial Cell Factories, destaca esta mejora como un elemento clave para facilitar su futura aplicación industrial.
Para el desarrollo experimental, el equipo utilizó microbiorreactores avanzados del Instituto de Investigación de Biomoléculas (INBIO) de la UCA, que permiten controlar variables como temperatura, oxígeno y pH. Según Antonio Valle, coautor del estudio, “este proceso es incluso más eficiente que usar glicerol puro”.
Los investigadores subrayan que el sistema podría integrarse en biorrefinerías, permitiendo producir biodiésel y, simultáneamente, aprovechar sus residuos para generar hidrógeno, lo que incrementa la eficiencia y sostenibilidad del proceso. El estudio también pone en valor el aprovechamiento del glicerol, un residuo del que se generan más de 50 millones de toneladas anuales en todo el mundo y cuya acumulación supone un desafío para la industria del biodiésel.
Aunque aún es necesario optimizar el rendimiento del sistema y evaluar su viabilidad a gran escala, los autores consideran que este avance abre la puerta a nuevos modelos de producción energética más sostenibles. Paralelamente, el equipo trabaja en líneas de investigación orientadas a producir hidrógeno a partir de otros residuos, como el bagazo de cerveza.
El proyecto ha contado con financiación de la Junta de Andalucía y de la Cátedra Fundación Cepsa.
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