El concepto detrás de las celdas de combustible microbianas, que dependen de las bacterias para generar una corriente eléctrica, tiene más de un siglo de antigüedad. Pero convertir ese concepto en una herramienta utilizable ha sido un proceso largo. Las celdas de combustible microbianas, o MFC, son más prometedorashoy que nunca, pero antes de que su adopción pueda generalizarse, deben ser más baratos y más eficientes.
Los investigadores de la Universidad de Rochester han logrado un progreso significativo hacia esos fines. En una celda de combustible que se basa en bacterias que se encuentran en las aguas residuales, Kara Bren, profesora de química, y Peter Lamberg, becario postdoctoral, han desarrollado un electrodo utilizando unmaterial doméstico común: papel.
Hasta ahora, la mayoría de los electrodos utilizados en las aguas residuales han consistido en metal que se corroe rápidamente o fieltro de carbono. Si bien esta última es la alternativa menos costosa, el fieltro de carbono es poroso y propenso a atascarse.
Su solución fue reemplazar el fieltro de carbono con papel recubierto con pasta de carbono, que es una mezcla simple de grafito y aceite mineral. El electrodo de papel y pasta de carbono no solo es rentable y fácil de preparar; también supera al fieltro de carbono.
"El electrodo de papel tiene más del doble de la densidad de corriente que el modelo de fieltro", dice Bren.
Sus hallazgos han sido publicados en Letras de energía de ACS .
La pasta de carbono es un ingrediente esencial debido a su papel en la atracción de electrones emitidos por la bacteria. La bacteria específica utilizada en el proyecto de Bren fue Shewanella oneidensis MR-1, que consume iones de metales pesados tóxicos en las aguas residuales y expulsa electrones. Estos electrones son atraídos por el revestimiento de carbono en el electrodo positivo, el ánodo. Desde allí, fluyen hacia el cátodo de platino, que necesita electrones parallevar a cabo sus propias reacciones electroquímicas.
Al hacer su electrodo, Bren y Lamberg crearon un emparedado en capas de papel, pasta de carbono, un polímero conductor y una película de la bacteria. Este electrodo fácil de construir, sorprendentemente, tenía una salida promedio del circuito de 2.24 A m-2 amperios por unidad de área, en comparación con 0.94 A m-2 con el ánodo de fieltro.
"Hemos creado un electrodo simple, económico y más eficiente", dice Lamberg. "Como resultado, será fácil modificarlo para futuros estudios y aplicaciones en el futuro".
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Materiales proporcionado por Universidad de Rochester . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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