Celdas biocombustible

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CELDAS DE COMBUSTIBLE MICROBIANA
L. Vargas, M. Paz, G. Velderrain, E. Padilla
Instituto Tecnológico de Sonora, calle Antonio Caso y Eusebio Kino, CD. Obregón, Sonora

Resumen.
Actualmente se presentan desafíos tecnológicos sobre como disminuir el uso de combustibles fósiles. Las CCM (Celdas de Combustible Microbiano) como dispositivos capaces de convertir materia orgánica en energía, danla posibilidad de ser una alternativa de obtención de energía y biorremediación. Los microorganismos son capaces de degradar esta materia orgánica y generar energía. En el presente artículo se presentan los componentes de una CCM y su funcionamiento.
Palabras clave: Celdas de Combustible Microbiano, Microorganismo, Energía.
Abstract
Technological challenges currently presented on how to reducefossil fuel use. The MFC (Microbial Fuel Cell) as devices capable of converting organic matter into energy production and bioremediation. Microorganisms are able to degrade the organic matter in to energy. In this article we present the components of MFC and they function.
Introducción.
Actualmente, el uso incontrolado de combustibles fósiles ha provocado crisis energética a nivel mundial, esasí como ha venido despertando el interés por generar fuentes de energía renovables teniendo un impacto mínimo en el ambiente (Núñez, 2008).
Los microorganismos son capaces de generar energía renovable y carbono neutrales, todo esto sin daño al ambiente además que ofrecen convertir compuestos orgánicos en electricidad (Axel Falcón, 2009). Tal es que en 1931 B. Cohen (Univ. Baltimore) construye lasprimeras CCM (celdas de combustible microbiano) (Seoane, 2008): un dispositivo compuesto por dos cámaras (ánodo y cátodo) capaz de convertir materia orgánica en electricidad (Carmona-Martínez Alessandro, 2007).
Existen diferentes enfoques de acuerdo a las investigaciones sobre las CCM, es decir, desde el uso de m. o. y el uso de enzimas; en el caso de microorganismos, estos actúan comobiocatalizadores sobre materia orgánica biodegradable (Angenent et al., 2004; Liu et al., 2005; Aelterman et al., 2006; Logan y Regan, 2006, Alzate-Gaviria et al., 2010), mientras que la utilización de enzimas proporciona un medio versátil en el uso de biomasa o sustratos de biocombustibles basada en el contacto de una película de enzimas con los electrodos (I.Willner, 2009); a pesar de este interesanteproceso de obtención de energía, el presente artículo se enfoca en CCM, es decir, a base de microorganismos.
Una característica importantee de las CCM es su habilidad de degradar contaminantes in situ, así al mismo tiempo generar energía, convirtiendo a las CCM en un método de biorremediación efectivo (Franks & Nevin, 2010).
Funcionamiento
Las cámaras, ánodo y cátodo, se encuentran separadaspor la membrana de intercambio de protones (Figura 1). La bacteria crece en el ánodo, oxidando la materia orgánica y liberando electrones del ánodo y de la solución. El cátodo es alimentado por aire, disolviendo oxígeno para las reacciones de electrones, protones, con el complemento de un alambre se completa el circuito y se produce energía (Logan, 2008). Los electrones son transferidos al ánodoy transportados hacia el cátodo a través de un circuito externo; es necesario mantener el balance de cargas por lo que los protones generados en la reacción atraviesan la membrana hacia el cátodo, una vez allí se unen con el oxígeno y forman agua (Logan et al., 2006; Cheng et al., 2000; Axel Falcón et al., 2009). Los protones producidos por el m. o. viajan hacia la membrana a un ritmo más lentoque el de los electrones, lo cual puede ocasionar inhibición de energía en la CCM (Gil, 2003; Logan, 2006; Franks & Nevin, 2009).
Los microorganismos en la cámara anódica de una celda de combustible microbiana oxidan los sustratos añadidos y generan los electrones y los protones en el proceso. Sin embargo no hay una emisión completa de carbono debido a que el dióoxido de carbono de la...
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