Abstracto

Pilas de combustible microbianas: ¿una bendición o una maldición?

Priyanka Behera

Las pilas de combustible microbianas utilizan carbohidratos de desecho como combustible. Tienen la propiedad de no utilizar un catalizador o una membrana de intercambio de protones y, por lo tanto, son ecológicas para el tratamiento de desechos. Las pilas de combustible biológicas convierten la energía química directamente en energía eléctrica. Son ligeras porque actúan en condiciones muy suaves, como la temperatura ambiente, la presión y catalizadores económicos, es decir, microorganismos o enzimas. La pila utiliza lodos de estiércol en el compartimento del ánodo y soluciones acuosas de sal que contienen oxígeno disuelto. La posición tanto del ánodo como del cátodo influye en gran medida en el rendimiento energético de la pila de combustible. Hay dos tipos de pilas de combustible microbianas: las pilas de combustible mediadas y las pilas de combustible sin mediador. La densidad de potencia máxima obtenida con la pila fue de 4,21 W/m2. Los investigadores también han informado de una pila de combustible mediada que utiliza una bacteria de yogur y azul de metileno como mediador. Se genera una densidad de potencia máxima de más de 13 W/m2. Las biopelículas anódicas enriquecidas han generado densidades de potencia de hasta 6,9 W/m2. Un inconveniente de las enzimas redox en las MFC es que no pueden participar en la transferencia directa de electrones con soportes conductores, por lo que se utilizan mediadores para la conexión eléctrica del biocatalizador y el electrodo. Se utilizan varios métodos para funcionalizar la superficie del electrodo con capas que consisten en enzimas redox, electrocatalizadores y biocatalizadores que promueven la transformación electroquímica en la interfaz del electrodo. Los microorganismos que requieren un mediador no tienen proteínas de superficie electroquímicamente activas para transferir electrones al electrodo del ánodo. Las MFC que no utilizan mediadores requieren más carbohidratos para funcionar. Las bacterias reductoras de metales, por ejemplo, la familia Geobacteraceae y el género Shewanella se utilizan principalmente para este tipo de celda de combustible sin mediador.