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Celdas de combustible microbianas, Guías, Proyectos, Investigaciones de Energía y Medio Ambiente

Utilización de celdas de combustible microbianas

Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones

2018/2019

Subido el 15/03/2019

monse-vargas
monse-vargas 🇲🇽

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Celdas de combustible
microbianas con biocátodo
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El aumento continuo de la
población y la actividad
industrial provoca el
incremento de aguas
residuales, y debido a la
escasez de dicho recurso,
el reciclaje y la reutilización
de las aguas es necesario.
El consumo de energía
para el tratamiento de
aguas residuales por
medio de lodos activados
es de 0.39 kWh/ m3 y
genera aproximadamente
13 700
Gg de metano al
año.
Una Celda de Combustible Microbiana (CCM)
consiste en dos compartimientos, el anódico y el
catódico, separados por una membrana de
intercambio de protones. En el compartimiento del
ánodo, el combustible es oxidado por mecanismos de
transferencia de electrones realizados por
microrganismos.
Los electrones son transferidos al cátodo a través de
un circuito externo y los protones son transferidos al
cátodo a través de una membrana de intercambio de
protones.
En el proyecto ¨Comparación de Celdas de
Combustible Microbianas con diferentes cátodos:
biocátodo y cátodo con platino¨, se utilizan aguas
residuales como sustrato y en el compartimiento
catódico se utilizará un biocátodo el cual utiliza
bacterias como biocatalizador. Los biocátodos
proveen una alternativa que evita el uso de
catalizadores para la reducción de oxigeno, como el
platino, además permiten el uso de receptores de
electrones alternativos que pueden ampliar la utilidad
de la celda.
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Celdas de combustible

microbianas con biocátodo

El aumento continuo de la población y la actividad industrial provoca el incremento de aguas residuales, y debido a la escasez de dicho recurso, el reciclaje y la reutilización de las aguas es necesario.

El consumo de energía para el tratamiento de aguas residuales por medio de lodos activados es de 0.39 kWh/ m^3 y genera aproximadamente 13 700 Gg de metano al año.

Una Celda de Combustible Microbiana (CCM)

consiste en dos compartimientos, el anódico y el

catódico, separados por una membrana de

intercambio de protones. En el compartimiento del

ánodo, el combustible es oxidado por mecanismos de

transferencia de electrones realizados por

microrganismos.

Los electrones son transferidos al cátodo a través de

un circuito externo y los protones son transferidos al

cátodo a través de una membrana de intercambio de

protones.

En el proyecto ¨Comparación de Celdas de

Combustible Microbianas con diferentes cátodos:

biocátodo y cátodo con platino¨, se utilizan aguas

residuales como sustrato y en el compartimiento

catódico se utilizará un biocátodo el cual utiliza

bacterias como biocatalizador. Los biocátodos

proveen una alternativa que evita el uso de

catalizadores para la reducción de oxigeno, como el

platino, además permiten el uso de receptores de

electrones alternativos que pueden ampliar la utilidad

de la celda.

Los procesos de tratamiento de aguas residuales consumen una cantidad considerable de energía eléctrica además de que algunos procesos generan metano, contribuyendo así con la emisión de gases de efecto invernadero.

Las celdas evitan la generación de metano al oxidar la materia orgánica presente en las aguas residuales, con el beneficio de generar electricidad contribuyendo así a la gran demanda que existe de energéticos, ayudando además a la disminución del consumo de combustibles fósiles.

Las modificaciones en la distribución de agua en el mundo causadas por las elevaciones de la temperatura y otros efectos del cambio climático, provocan efectos como la desertización y aumenta la escasez en algunas zonas, por lo que se requieren medidas de adaptación por parte de los seres humanos. Una medida de adaptación, además del de racionalizar su uso, es el aumentar el tratamiento del agua residual, debido a que actualmente solo un porcentaje es tratado.

Las celdas de combustible microbianas contribuyen a la disminución de

Estudio y aplicación del combate al cambio

climático

emisiones de gases de efecto invernadero, causados por los existentes procesos de tratamiento de aguas, además contribuyen al abastecimiento de la demanda energética.

Al economizar la construcción de una celda de CCM con el diseño que se propone así como el hacer más eficiente dicho dispositivo, incrementar la viabilidad de su escalamiento y con esto proponer una alternativa para el tratamiento de las aguas residuales así como para competir con los métodos existentes para la producción de energía con la materia orgánica existente en dichos efluentes.

I.Q. Marisol Delgado Díaz