Producción de compuestos de alto valor añadido a partir de gases de efecto invernadero en biorreactores

Abstract

[Resumen]: Uno de los problemas más importantes en la actualidad es el cambio climático, aumentando la temperatura del planeta. Esto es consecuencia de la producción de los denominados gases de efecto invernadero, entre ellos se encuentra el CO2 que es uno de los más importantes, producido por la combustión de gas natural, carbón y petróleo. Este problema lleva a científicos a investigar nuevas tecnologías como el uso de biocombustibles como alternativa para la obtención de nuevas fuentes de energía renovables. Para la obtención de estos biocombustibles se emplea biomasa, residuos, o incluso gases contaminantes (por ejemplo, CO2 o CO). Es un método novedoso que permite obtener beneficios medioambientales como son la eliminación de contaminantes y gases de efecto invernadero, y además la obtención de combustibles de alto valor añadido. Este estudio basa su investigación en la conversión del CO2 en ácido acético (CH3COOH). A través de una reacción de CO2 y el H2 generado, llevada a cabo en un medio de reacción, en condiciones anaerobias y por una bacteria acetogénica se obtiene el ácido acético. El experimento se llevó a cabo empleando la bacteria acetogénica Acetobacterium woodii. El CO2 es un compuesto química y termodinámicamente estable debido al elevado estado de oxidación del carbono (IV), por lo que requiere condiciones altamente reductoras para conseguir su reducción. Estas condiciones se consiguen con el H2 generado por reacción del hierro de valencia cero en medio acuoso y en condiciones anaerobias. En la obtención final del ácido acético a partir de CO2 es necesario una bacteria acetogénica, ya que mediante una reacción bioquímica que usa el CO2 y el H2, y empleando una ruta metabólica conocida como vía de Wood-Ljungdahl, esta bacteria genera ácido acético (CH3COOH) en condiciones anaerobias.

[Resumo]: Un dos problemas máis importantes na actualidade é o cambio climático, aumentando a temperatura do planeta. Isto é consecuencia da produción dos denominados gases de efecto invernadoiro, entre eles atópase o CO2 que é un dos máis importantes producido pola combustión de gas natural, carbón e petróleo Este problema leva a científicos a investigar novas tecnoloxías como ou uso de biocombustibles como alternativa para a obtención de novas fontes de enerxía renovables. Para a obtención destes biocombustibles emprégase biomasa, residuos, o incluso gases (por exemplo, CO2, CO). É un método novo que permite obter beneficios ambientais como son a eliminación de contaminantes e gases de efecto invernadoiro, e ademais a obtención de combustibles de alto valor engadido. Este estudo basea a súa investigación na conversión do CO2 en ácido acético (CH3 COOH). A través dunha reacción de CO2 e o H2 xerado, que se leva a cabo nun medio de reacción, en condicións anaerobias e por unha bacteria acetogénica obtense o ácido acético. O experimento se levou a cabo empregando a bacteria acetogénica Acetobacterium woodii. O CO2 é un composto química e termodinámicamente estable debido ao elevado estado de oxidación do carbono (IV), polo que require condicións altamente redutoras para conseguir a súa redución. Estas condicións conséguense co H2 xerado da reacción do ferro de valencia cero en medio acuoso e en condicións anaerobias. Para a obtención final do ácido acético a partir de CO2 é necesario unha bacteria acetoxénica, xa que mediante unha reacción bioquímica que usa o CO2 e o H2, empregando un roteiro metabólico que se coñece como vía de Wood- Ljungdahl xera o ácido acético (CH3COOH) en condicións anaerobias.

[Abstract]: One of the most important problems today is climate change, increasing the temperature of the planet. This is a consequence of the production of so-called greenhouse gases (GHG), including CO2, which is one the most important produced by the combustion of natural gas, coal and oil. This problem leads scientists to investigate new technologies such as the use of biofuels as an alternative for obtaining new renewable energy sources. Biomass, wastes, of even volatiles pollutants (for example CO2, CO). are used to obtain these biofuels, and this is a novel method that allows obtaining environmental benefits such as the elimination of pollutants and greenhouse gases, as well as obtaining high added-value fuels. This study focuses its research on the conversion of CO2 to acetic acid (CH3COOH). Through a reaction of CO2 and the generated H2, carried out in a reaction medium, under anaerobic conditions and by an acetogenic bacteria, acetic acid is obtained. The experiment was carried out using the acetogenic bacteria Acetobacterium woodii. CO2 is a chemically and thermodynamically stable compound due to the high oxidation status of its carbon (IV), so it requires highly reducing conditions to achieve its reduction. These conditions are achieved with the H2 generated by the reaction with zero valence iron under anaerobic conditions. In the final production of acetic acid from CO2 an acetogenic bacterium is necessary, since by means of a chemical reaction using CO2 and H2, using a metabolic pathway of Wood-Ljungdahl, it generates acetic acid (CH3COOH) under anaerobic conditions.