Compósitos de poliuretano, grafito y politiofeno como materiales anódicos en celdas de combustible microbianas para la generación de voltaje a partir de agua residual Municipal

Abstract

"Las celdas de combustible microbianas han comenzado a generar gran interés por su capacidad de generar electricidad a partir del tratamiento de aguas residuales empleado microorganismos eléctricamente activos los cuales son capaces de transferir electrones a un ánodo mientras oxidan la materia orgánica presente en dichas aguas. La importancia del material anódico se relaciona con la compatibilidad de los microorganismos y producción de energía eléctrica. Por esta razón se evaluaron tres configuraciones espuma de poliuretano como ánodos en celdas de combustible microbianas (CCM) de dos compartimentos, los tratamientos consistieron en: T1 espumas de poliuretano (PU), T2 espuma de poliuretano y grafito en aerosol (PU/Grafito) y T3 espuma de poliuretano, grafito en aerosol y politiofeno (PU/Grafito/PT). Las CCM contaban con un volumen de 50 mL por cámara, las cuales fueron rellenadas con agua residual municipal extraída de la planta de tratamiento de agua residual del Gran Bosque Urbano Ejercito Mexicano, Saltillo; Coah., como aceptor de electrones en la cámara catódica se empleó ferricianuro de potasio (K3[Fe(CN)6]) 0.05 M. Con la finalidad de separar los compartimentos y mejorar el intercambio de protones se utilizó una membrana Nafion 117 y finalmente para cerrar el sistema se recurrió a una resistencia externa de 1000Ω. La operación de las CCM se realizó a una temperatura de 35°C en una incubadora por cuatro ciclos. La producción de voltaje máxima fue de 70.5 mV en la CCM T3 con una densidad de potencia de 5.52 mW.m-2 y una remoción de materia de 21.1%. Mientras la CCM T2 obtuvo valores máximos de 69.8 mV de voltaje y 5.41 mW.m-2 de potencia, la remoción obtenida fue 35.9%. En las CCM T2 y T3 la generación de energía eléctrica fue similar, mientras la remoción obtenida por CCM T2 es superior y significativa que CCMT3. Por lo tanto se implementó un ciclo de optimización en la CCM T2 con una resistencia externa de 4700 Ω reportando un voltaje máximo de 322.7 mV y 24.618 mW.m-2 de potencia máxima"