La cella a combustibile che rimuove l'inquinamento per produrre elettricità
Le celle a combustibile microbico (MFC) sono un tipo di cella a combustibile che usa i batteri come catalizzatore per produrre elettricità, combinando così la pulizia dell'inquinamento con la produzione dell'elettricità. Il progetto SEFCUMPAQ, finanziato dall'UE, ha studiato un tipo di MFC noto come cella a combustibile sedimentario (SFC). Lo scopo è stato quello di sviluppare una cella a combustibile in grado di abbinare il trattamento di acque reflue alla produzione di elettricità e di contrastare in questo modo l'inquinamento da metalli pesanti degli ecosistemi acquatici. La sfida principale dello sviluppo di SFC è stato il miglioramento della formazione di biopellicola sull'anodo della cella, che è stato testato in acque dolci e ambienti marini inquinati usando sia comunità di microbi pure che miste. È stata inoltre condotta una sintesi narrativa sulla bioenergia ed è stato spedito un articolo a una rivista scientifica importante. Le tecniche elettrochimiche sono state studiate per una migliore comprensione su come il potenziale dell'anodo influisce sulla diversità di microrganismi trovati nella biopellicola elettroattiva. I ricercatori hanno utilizzato celle a elettrolisi microbica a singola e doppia camera per indurre la crescita della biopellicola su elettrodi ad asta di grafite in presenza di acetato, che ha svolto la funzione di donatore di elettroni. L'aumento di correnti anodiche per l'ossidazione bioelettrocatalitica dell'acetato è stato ottenuto quando gli elettrodi sono stati incubati per periodi superiori con l'alimentazione continua di donatori di elettroni. Il design delle celle bioelettrochimiche è stato studiato per ottenere una migliore comprensione del flusso di elettroni nelle biopellicole. Uno studio del batterio Geobacter sulfurreducens ha fornito informazioni aggiuntive su come l'anodo influenza la densità di potenza in celle bioelettriche doppie e singole. La crescita della biopellicola del Geobacter sulfurreducens ha causato una reazione bioelettrocatalitica all'ossidazione dell'acetato a diversi potenziali in celle elettrochimiche singole. Contrariamente a questo, le biopellicole delle celle bioelettrochimiche a doppia camera mostrano densità di corrente superiori a un potenziale inferiore. La ricerca ha inoltre indicato che il potenziale degli elettrodi modificati da ammine (NH2)-nelle celle elettrochimiche ha mostrato densità di corrente e cinetica superiori, confermando le ammine come una prospettiva importante per l'applicazione del biocarburante. Il risultato scientifico principale e tecnologicamente importante del progetto SEFCUMPAQ è stata la dimostrazione dell'effetto del potenziale degli anodi sul trasferimento di elettroni. Questo è stato effettuato attraverso il confronto con comunità microbiche pure e miste e il miglioramento della generazione di corrente mediante superfici per elettrodi personalizzate. SEFCUMPAQ ha portato a numerosi progetti tecnologici, che contribuiranno all'eccellenza europea e alla competitività nel campo della bioenergia e del controllo dell'inquinamento.
