Producción de energía eléctrica aprovechando aguas residuales
La tecnología de las celdas electroquímicas microbianas parece ser propicia para la obtención de energía renovable, pero debido a las eficiencias de conversión la rentabilidad de su aplicación es limitada. El apoyo de la Unión Europea al proyecto BEC-ME ha permitido a unos científicos desarrollar electrodos mejorados a base de nanotubos de carbono. Esto aumentó la adhesión bacteriana al electrodo y mejoró la transferencia de electrones y la oxidación de sustratos. El carbono ofrece una biocompatibilidad, estabilidad química y conductividad adecuadas a un coste bajo. El cociente entre el área de superficie y el volumen es mayor en los nanomateriales, que son ideales para aumentar la capacidad de inmovilización bacteriana y lograr una absorción y adsorción bacteriana mejores en comparación con los medios porosos convencionales.Como ocurre con las celdas de combustible convencionales, los catalizadores son fundamentales para la eficiencia en la conversión. En este caso, los catalizadores son películas biológicas electroactivas inmovilizadas en los electrodos y el equipo de trabajo los preparó a partir de nanotubos de carbono. El nitrógeno puede aumentar la carga positiva y facilitar la adhesión bacteriana. El equipo de trabajo evaluó varios modificadores de nitrógeno, incluidos ácidos, bases y sales de diazonio. Cuando se modificaron los nanotubos de carbono con las sales de diazonio se generó más energía en las celdas electroquímicas microbianas, lo que se correlacionó con un mayor contenido de nitrógeno en la superficie.Los investigadores luego estudiaron la conversión de los nanotubos de polímero conductor en nanotubos de carbono con nitrógeno. El equipo de trabajo llevó a cabo la carbonización de los nanotubos de polímero conductor con nitrógeno (polianilina y polipirrol) para aprovechar, una vez más, los beneficios del carbono, del nitrógeno y la arquitectura del nanotubo. El rendimiento electroquímico de las celdas electroquímicas microbianas fue aún mejor que el de los nanotubos de carbono por sí solos.BEC-ME avanzó significativamente en la identificación de los materiales del electrodo y de los procesos de modificación que mejoran la eficiencia de las celdas electroquímicas microbianas en la producción de energía eléctrica. Si se concretara la aplicación de la tecnología a escala industrial, las ciudades tendrían acceso a una importante fuente de energía renovable en las plantas de tratamiento de aguas residuales.
