Generation bioelectricity from wastewater using low-cost microbial fuel cells [Generación bioelectricidad a partir de aguas residuales mediante celdas de combustible microbiano de bajo costo]

Abstract

Las celdas de combustible microbianas (CCMs) son una tecnología prometedora para el tratamiento de las aguas residuales y generación de bioelectricidad al mismo tiempo. Esta investigación se basó en la fabricación de CCMs de una sola cámara a escala de laboratorio; utilizando como combustible aguas residuales (ARs) y electrodos metálicos de cobre y zinc. Logrando generar valores picos de 0.349 ± 0.21 V y 254.3 ± 3.23 µA de voltaje y corriente respectivamente. El monitoreo de las CCMs mostro que las ARs mostraron un pH alcalino y valores de conductividad mayores a 70 mS/cm, pasado los 15 días. La densidad de potencia máxima fue de 1.67 ± 0.33 W/cm2 en 393.08 mA/ cm2 de densidad de corriente y los espectros de FTIR de las ARs iniciales y finales mostraron alta disminución de los picos de intensidad de los enlaces de polisacáridos, alcanos, N-H y O-H. Estos resultados demostraron la utilidad del diseño de las CCMs de una sola cámara para la producción de bioelectricidad, dando una solución eco amigable con el medio ambiente y la sociedad.

Microbial fuel cells (CCMs) are a promising technology for treating wastewater and generating bioelectricity at the same time. This research was based on the manufacture of CCMs single chamber on a laboratory scale; using as fuel wastewater (ARs) and copper and zinc metal electrodes. Being able to generate peak values of 0.349 ± 0.21 V and 254.3 ± 3.23 µA of voltage and current respectively. The monitoring of the CCMs showed that the ARs showed an alkaline pH and conductivity values greater than 70 mS / cm, after 15 days. The maximum power density was 1.67 ± 0.33 W / cm2 at 393.08 mA / cm2 of current density and the FTIR spectra of the initial and final ARs showed the abrupt decrease of the intensity peaks of the polysaccharides, alkanes, NH and OH. These results demonstrated the usefulness of the design of single chamber CCMs for the production of bioelectricity, providing an eco-friendly solution with the environment and society.