celdas microbianas

junio, 2011

Buitrón, G. & Pérez, J.: Efecto de la distancia entre electrodos en celdas de combustible microbianas

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ARTÍCULO ORIGINAL
D.R. © TIP Revista Especializada en Ciencias Químico-Biológicas, 14(1):5-11, 2011

PRODUCCIÓN

DE ELECTRICIDAD EN CELDAS DE

COMBUSTIBLE MICROBIANAS UTILIZANDO AGUA RESIDUAL:
DISTANCIA
EFECTO
EFECTO DE LA DISTANCIA ENTRE ELECTRODOS

GermánBuitrón* y Jaime Pérez
Lab. Investigación en Procesos Avanzados de Tratamiento de Aguas, Unidad Académica
Juriquilla, Instituto de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México. Blvd. Juriquilla
3001, Querétaro, 76230 Querétaro, México.*E-mail: gbuitronm@ii.unam.mx

RESUMEN
Se evaluó la influencia de la separación de electrodos sobre la producción de electricidad y la eliminación demateria orgánica en celdas de combustible microbianas usando agua residual. Para ello se construyeron tres
celdas de geometría semejante pero con diferente volumen. En promedio, se obtuvo una eficiencia de
eliminación de materia orgánica del 71%. La duración del ciclo fue de 0.97 días para la celda de 40 mL, 1.03
días para la celda de 80 mL y 5.93 días para la celda de 120 mL. El aumento dedistancia entre los electrodos
(4, 8 y 12 cm) no causó un efecto negativo en la generación de electricidad, pues en la mayor separación (celda
de 120 mL) se alcanzó un voltaje máximo de 660 mV, mientras que para las celdas de 40 y 80 mL fue de 540
mV y 532 mV, respectivamente. La densidad de potencia máxima se presentó en la celda con separación de
12 cm (408 mW/m2). Sin embargo, se observó que lapotencia volumétrica disminuyó a medida que aumentó
la separación entre los electrodos.

Palabras Clave: Agua residual, biodegradación, celdas de combustible microbianas, electricidad, tratamiento de aguas.

A BSTRACT
The influence of the electrode separation on electricity production and organic matter removal was studied in
microbial fuel cells using wastewater. Three cells were constructedwith similar geometry, but different volume.
On average, 71% of the initial organic matter was removed. Cycle duration was 0.97, 1.03 and 5.93 days for
the 40, 80 and 120 mL cells, respectively. The increment of the distance between the electrodes (4, 8 and 12
cm) did not affect electricity generation adversely. The higher voltage was obtained in the 120 mL cell (660
mV), whereas 540 and 532mV were obtained for the 40 and 80 mL cells, respectively. Maximum power density
was 408 mW/m2 and was obtained in the 12 cm cell. However, it was observed that volumetric power decreased
as the separation between electrodes increased.

Key Words: Wastewater, biodegradation, microbial fuel cells, electricity, wastewater treatment.

I NTRODUCCIÓN
n México se generan alrededor de 250 m3/s deaguas
residuales municipales. De esta cantidad se trata
solamente cerca del 25%; el reto por resolver es enorme.
Cuando se lleva a cabo el tratamiento, la mayoría de las
instalaciones operan utilizando el proceso aerobio conocido
como lodos activados. Este proceso es un alto consumidor de
energía, la cual es necesaria para la aeración del sistema. En

E

Nota: Artículo recibido el 14 defebrero de 2011 y aceptado el 25 de
abril de 2011.

general, se necesita 1 kWh de energía para la oxidación de un para
la oxidación de materia orgánica que contiene un kilogramo de
carbono presente en el agua, alrededor de 0.5 kWh por m3 de agua
residual a tratar. Existen procesos anaerobios que pueden reducir
los costos de operación de los procesos, pero éstos son factibles
cuando lasaguas presentan altas concentraciones de materia
orgánica, como las generadas en la agroindustria. Desde hace
varios años se sabe que las bacterias pueden ser utilizadas para
generar electricidad. Es interesante, entonces, llevar a cabo la
degradación de la materia orgánica presente en las aguas

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TIP Rev.Esp.Cienc.Quím.Biol.

residuales por una parte y, por otra, generar electricidad....