Pilas de combustible microbianas (Microbial Fuel Cells)

Las pilas de combustible microbianas (Microbial Fuel Cells, MFCs) son sistemas bioelectroquímicos capaces de generar ciertas cantidades de energía eléctrica a partir de un amplio rango de substratos orgánicos, incluyendo distintos tipos de aguas residuales. Es gracias a esta versatilidad en el substrato a digerir que la tecnología de MFCs está siendo estudiada como un complemento a sistemas de tratamiento de aguas actuales; éstas podrían, a través de distintas ventajas adicionales (ej. reducción de la cantidad de fangos producidos, aumento de la velocidad de eliminación de materia orgánica, generación de ciertas cantidades de electricidad aprovechable) reducir el aporte externo de energía necesario para los distintos procesos de depuración, llevando así a una gestión de la salubridad de las aguas servidas más sostenible y más asequible económicamente en determinados nichos de aplicación.

En el sistema tienen lugar la oxidación de un sustrato orgánico en el ánodo y la reducción de un oxidante (e.g. oxígeno) en el cátodo, tal y como se muestra en la figura inferior. En la cámara anódica todos los contaminantes orgánicos presentes en el agua residual pueden ser potencialmente oxidados por la microflora presente y actuar como dadores de electrones para el circuito de la pila. El dióxido de carbono desprendido en la reacción neta es el que sería liberado en la descomposición natural de la materia orgánica involucrada.

Nuestra línea de investigación se ha organizado en torno al estudio de efectos causados sobre el funcionamiento y rendimiento de estos reactores por distintos materiales y condiciones de operación en las cámaras anódica y catódica, empleando en los procedimientos experimentales distintas técnicas de análisis electroquímico, caracterización de aguas y biología molecular.

Otros recursos sobre celdas de combustible


líquidos iónicos y procesos de membrana (Ionic liquids and membrane processes)

Los líquidos iónicos son sales orgánicas que poseen la particularidad de encontrarse en estado líquido a temperatura ambiente o próxima a ella. Están constituidos comúnmente por un catión orgánico (ej. imidazolio, piridinio, pirrolidinio, fosfonio, amonio) y un anión inorgánico poliatómico (ej. tetrafluoroborato, hexafluorofosfato, cloruro) o por un anión orgánico (ej. trifluorometilsulfonato, bis[(trifluorometil)sulfonil]imida). Las principales ventajas de estos nuevos disolventes son su presión de vapor prácticamente nula y su excelente estabilidad química y térmica, por lo que son considerados sustitutos idóneos de los disolventes orgánicos convencionales desde un punto de vista medioambiental. Además, las propiedades físico-químicas de los líquidos iónicos, tales como su hidrofobicidad, densidad, viscosidad, punto de fusión, polaridad y poder solvente pueden ser reguladas modificando la composición catiónica y aniónica de los mismos, siendo, por tanto posible diseñar el líquido iónico más adecuado para un aplicación específica. Todas estas propiedades les han hecho merecedores del calificativo de “disolventes verdes de diseño”

En los últimos años, los líquidos iónicos han sido empleados en gran variedad de procesos químicos, tales como separación y purificación, medios de reacción y catálisis química. En este contexto, nuestro grupo de investigación pretende contribuir al desarrollo de nuevas aplicaciones de los líquidos iónicos dentro de la industria química. Este objetivo se concreta en cuatro líneas principales de investigación:

Otros recursos sobre líquidos iónicos

Grupo de Investigación de Ingeniería Química y de Procesos.
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE CARTAGENA. Dpto. de Ing. Química y Ambiental