{"id":133420,"date":"2017-02-27T10:04:52","date_gmt":"2017-02-27T09:04:52","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/?p=133420"},"modified":"2017-02-27T10:04:52","modified_gmt":"2017-02-27T09:04:52","slug":"celdas-de-combustible-microbianas-con-membrana-intercambiadora-de-iones","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/2017\/02\/27\/133420","title":{"rendered":"Celdas de combustible microbianas con membrana intercambiadora de i\u00f3nes"},"content":{"rendered":"

Autores: Daniel Herranz Gonz\u00e1lez, Pilar Oc\u00f3n – UAM<\/span><\/strong><\/p>\n

Las celdas de combustible microbianas son una tecnolog\u00eda en desarrollo y generalmente se usan, m\u00e1s que para la producci\u00f3n directa de energ\u00eda, para para el tratamiento energ\u00e9ticamente eficiente de distintos tipos de aguas residuales, las cuales contienen los substratos que hacen la funci\u00f3n de combustibles. Algunos ejemplos de estos combustibles\/substratos son el acetato o la sacarosa. Tambi\u00e9n pueden ser usadas con otras funcionalidades interesantes como la descalcificaci\u00f3n del agua, descontaminaci\u00f3n de amoniaco o la electros\u00edntesis.<\/span><\/p>\n

Las celdas de combustible microbianas suelen tener \u00e1nodos basados en carbono en los cuales ha sido inoculado alguna de las siguientes opciones: un conjunto microbi\u00f3tico que contiene especies electroactivas (llamadas \u201cexoelectrogens\u201d en ingl\u00e9s) para el tratamiento de aguas residuales de distintos tipos en estudios m\u00e1s aplicados a situaciones reales \u00f3 una sola especie electroactiva (en cuyo caso se trata de un monocultivo) en estudios m\u00e1s fundamentales.1<\/sup> Algunos ejemplos de estas especies electroactivas son la Escherichia coli, la Shewanella oneidensis, o la Geobacter Sulfurreducens. Estas especies se encargan de oxidar los substratos y descargar los electrones en el \u00e1nodo, deben estar en una c\u00e1mara anaer\u00f3bica ya que si no descargar\u00edan los electrones en el ox\u00edgeno (que es el funcionamiento natural de estas bacterias en medios aer\u00f3bicos). Una vez los electrones han sido descargados en el \u00e1nodo viajan por el circuito externo hasta llegar al c\u00e1todo, donde se da la reacci\u00f3n de reducci\u00f3n de la especie aceptora de los electrones (generalmente es el ox\u00edgeno). El c\u00e1todo puede ser alimentado con una disoluci\u00f3n que contenga esta especie o por \u201cair breathing\u201d (con aire del exterior que contiene el ox\u00edgeno, ya sea de forma pasiva o bombeado). Como se ha visto, en general no debe haber presencia de ox\u00edgeno en el \u00e1nodo y por lo tanto ambas zonas deben tener un separador eficiente entre ellas que no permita su paso. Los catalizadores usados en el c\u00e1todo pueden ser tanto abi\u00f3ticos (basados en Pt u \u00f3xidos de manganeso por ejemplo) como bi\u00f3ticos (pudiendo ser microbiales o enzim\u00e1ticos). Tambi\u00e9n pueden usarse c\u00e1todos fotoelectroqu\u00edmicos. <\/span><\/p>\n

Este tipo de celdas pueden dise\u00f1arse de muchas formas, y en bastantes casos incluyen la presencia de membranas de intercambio i\u00f3nico. Si los iones que se mueven a trav\u00e9s de la membrana est\u00e1n cargados positivamente se trata de CEM (Cation Exchange Membranes) y si est\u00e1n cargados negativamente son AEM (Anion Exchange Membranes). Varios estudios realizados hasta el momento indican que se obtiene mejor funcionamiento (en potencia y eficiencia cul\u00f3mbica) y estabilidad temporal usando AEM que CEM. Las razones m\u00e1s relevantes aportadas son las siguientes: las AEMs (o las celdas que las usan) tienen menor permeabilidad de ox\u00edgeno, menor problema de diferenciaci\u00f3n de pH entre la c\u00e1mara del \u00e1nodo y la del c\u00e1todo, menor resistencia cat\u00f3dica, menor formaci\u00f3n de precipitados sobre el catalizador del c\u00e1todo y mayor conductividad i\u00f3nica. Esto \u00faltimo es un contraste curioso con las celdas de combustible comunes (no bi\u00f3ticas), en las que las membranas transportadoras de cationes suelen tener mejor conductividad que las de aniones, aunque hay que resaltar que los iones implicados son distintos a los de las celdas de combustible microbianas. En cualquier caso este tipo de celdas de combustible a\u00fan se hayan en una etapa muy inicial de su desarrollo y m\u00e1s investigaci\u00f3n ser\u00e1 necesaria antes de poder afirmar qu\u00e9 tipo de membranas ser\u00e1n las que aporten un mejor funcionamiento.2<\/sup><\/span><\/p>\n

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Bibliography<\/span><\/p>\n

1\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 <\/span>B. E. Logan, <\/span>Nat. Rev. Microbiol.<\/span><\/em>, 2009, <\/span>7<\/span><\/strong>, 375\u2013381.<\/span><\/p>\n

2\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 <\/span>J. R. Varcoe, P. Atanassov, D. R. Dekel, A. M. Herring, M. a. Hickner, P. a. Kohl, A. R. Kucernak, W. E. Mustain, K. Nijmeijer, K. Scott, T. Xu and L. Zhuang, <\/span>Energy Environ. Sci.<\/span><\/em>, 2014, <\/span>7<\/span><\/strong>, 3135\u20133191.<\/span><\/p>\n

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Autores: Daniel Herranz Gonz\u00e1lez, Pilar Oc\u00f3n – UAM Las celdas de combustible microbianas son una tecnolog\u00eda en desarrollo y generalmente se usan, m\u00e1s que para la producci\u00f3n directa de energ\u00eda, para para el tratamiento energ\u00e9ticamente eficiente de distintos tipos de aguas residuales, las cuales contienen los substratos que hacen la funci\u00f3n de combustibles. Algunos ejemplos de estos combustibles\/substratos son el acetato o la sacarosa. Tambi\u00e9n pueden ser usadas con otras funcionalidades interesantes como la descalcificaci\u00f3n del agua, descontaminaci\u00f3n de amoniaco o la electros\u00edntesis. Las celdas de combustible microbianas suelen tener \u00e1nodos basados en carbono en los cuales ha sido inoculado\u2026<\/p>\n","protected":false},"author":29,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0},"categories":[545,1784,543,547],"tags":[],"blocksy_meta":{"styles_descriptor":{"styles":{"desktop":"","tablet":"","mobile":""},"google_fonts":[],"version":4}},"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/133420"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/users\/29"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=133420"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/133420\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":133421,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/133420\/revisions\/133421"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=133420"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=133420"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=133420"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}