El documento evalúa el efecto de la distancia entre electrodos en celdas de combustible microbianas utilizando agua residual. Se construyeron tres celdas con diferentes volúmenes (40, 80 y 120 mL) y distancias entre electrodos (4, 8 y 12 cm). El aumento de la distancia no afectó negativamente la generación de electricidad. Se obtuvo una eficiencia promedio de eliminación de materia orgánica del 71% y una densidad de potencia máxima de 408 mW/m2 en la celda de mayor separación. Sin embargo, la
Las celdas de combustible representan un desarrollo potencialmente revolucionario para generar electricidad mediante la reacción electroquímica entre el hidrógeno del combustible y el oxígeno del aire para producir electricidad, agua y calor. Existen diferentes tipos de celdas de combustible como las de ácido fosfórico, carbonatos fundidos, óxido sólido y polímero sólido, las cuales varían en su electrólito, temperatura de operación, eficiencia y aplicaciones.
Las pilas de combustible son dispositivos electroquímicos que convierten la energía química de un combustible en energía eléctrica de forma directa y limpia. Existen varios tipos de pilas de combustible que funcionan a diferentes temperaturas y usan diferentes combustibles e electrolitos. A pesar de sus ventajas como la alta eficiencia y emisiones bajas de contaminantes, las pilas de combustible aún enfrentan desafíos como los altos costos y la vida útil limitada.
Una celda de combustible produce electricidad a través de una reacción electroquímica sin etapas de conversión intermedias, ofreciendo ventajas como bajas emisiones y alta densidad de potencia. Existen diferentes tipos de celdas como PEM, PAFC, alcalinas y de óxido sólido, que varían en electrolito, catalizador, temperatura de operación y aplicaciones. Los sistemas de celdas de combustible utilizan configuraciones con convertidores DC-DC y DC-AC en cascada o DC-AC y AC-AC para
El documento proporciona información sobre diferentes tipos de combustibles y sus densidades de energía, así como métodos para producir hidrógeno. Explica los principios y aplicaciones de las pilas de combustible, clasificándolas según su temperatura de funcionamiento. Se describen las características, ventajas y desventajas de las pilas de membrana de intercambio de protones, fosfato ácido, alcalinas, óxido sólido y carbonato fundido.
El documento describe las pilas de combustible y la cogeneración. En cuanto a las pilas de combustible, resume sus principios de funcionamiento, los tipos principales y sus características, ventajas y desventajas, y aplicaciones como la automoción y la generación eléctrica doméstica. En cuanto a la cogeneración, explica que aprovecha el calor residual de la generación eléctrica para usos térmicos como vapor o agua caliente, mejorando la eficiencia energética.
El documento describe los principios fundamentales del hidrógeno y las celdas de combustible como alternativa energética limpia. Explica que el hidrógeno no se encuentra en la naturaleza y debe producirse a partir de fuentes de energía primaria como combustibles fósiles, biomasa o agua. También describe los diferentes tipos de pilas de combustible, sus ventajas frente a los combustibles fósiles, y los desafíos relacionados con el almacenamiento y transporte del hidrógeno.
Este documento describe las pilas de combustible, incluyendo su definición como un dispositivo electroquímico que produce corriente eléctrica a través de una reacción química controlada entre un combustible y un oxidante. Explica las partes de una pila de hidrógeno, los diferentes tipos de pilas de combustible y sus siglas, y menciona aplicaciones como vehículos eléctricos, aviación ecológica y producción eléctrica. También señala que aunque los coches de hidrógeno no contaminan,
La energía química se produce a través de reacciones químicas, como la combustión del carbón. Se almacena en dispositivos como pilas y baterías, y proporciona la energía para mover automóviles, buques, aviones y máquinas. A lo largo de la historia, inventores han desarrollado diferentes tipos de pilas y baterías, incluidas las de zinc-carbono, las alcalinas y las de iones de litio recargables, que ahora impulsan muchos dispositivos electrónicos.
Las celdas de combustible representan un desarrollo potencialmente revolucionario para generar electricidad mediante la reacción electroquímica entre el hidrógeno del combustible y el oxígeno del aire para producir electricidad, agua y calor. Existen diferentes tipos de celdas de combustible como las de ácido fosfórico, carbonatos fundidos, óxido sólido y polímero sólido, las cuales varían en su electrólito, temperatura de operación, eficiencia y aplicaciones.
Las pilas de combustible son dispositivos electroquímicos que convierten la energía química de un combustible en energía eléctrica de forma directa y limpia. Existen varios tipos de pilas de combustible que funcionan a diferentes temperaturas y usan diferentes combustibles e electrolitos. A pesar de sus ventajas como la alta eficiencia y emisiones bajas de contaminantes, las pilas de combustible aún enfrentan desafíos como los altos costos y la vida útil limitada.
Una celda de combustible produce electricidad a través de una reacción electroquímica sin etapas de conversión intermedias, ofreciendo ventajas como bajas emisiones y alta densidad de potencia. Existen diferentes tipos de celdas como PEM, PAFC, alcalinas y de óxido sólido, que varían en electrolito, catalizador, temperatura de operación y aplicaciones. Los sistemas de celdas de combustible utilizan configuraciones con convertidores DC-DC y DC-AC en cascada o DC-AC y AC-AC para
El documento proporciona información sobre diferentes tipos de combustibles y sus densidades de energía, así como métodos para producir hidrógeno. Explica los principios y aplicaciones de las pilas de combustible, clasificándolas según su temperatura de funcionamiento. Se describen las características, ventajas y desventajas de las pilas de membrana de intercambio de protones, fosfato ácido, alcalinas, óxido sólido y carbonato fundido.
El documento describe las pilas de combustible y la cogeneración. En cuanto a las pilas de combustible, resume sus principios de funcionamiento, los tipos principales y sus características, ventajas y desventajas, y aplicaciones como la automoción y la generación eléctrica doméstica. En cuanto a la cogeneración, explica que aprovecha el calor residual de la generación eléctrica para usos térmicos como vapor o agua caliente, mejorando la eficiencia energética.
El documento describe los principios fundamentales del hidrógeno y las celdas de combustible como alternativa energética limpia. Explica que el hidrógeno no se encuentra en la naturaleza y debe producirse a partir de fuentes de energía primaria como combustibles fósiles, biomasa o agua. También describe los diferentes tipos de pilas de combustible, sus ventajas frente a los combustibles fósiles, y los desafíos relacionados con el almacenamiento y transporte del hidrógeno.
Este documento describe las pilas de combustible, incluyendo su definición como un dispositivo electroquímico que produce corriente eléctrica a través de una reacción química controlada entre un combustible y un oxidante. Explica las partes de una pila de hidrógeno, los diferentes tipos de pilas de combustible y sus siglas, y menciona aplicaciones como vehículos eléctricos, aviación ecológica y producción eléctrica. También señala que aunque los coches de hidrógeno no contaminan,
La energía química se produce a través de reacciones químicas, como la combustión del carbón. Se almacena en dispositivos como pilas y baterías, y proporciona la energía para mover automóviles, buques, aviones y máquinas. A lo largo de la historia, inventores han desarrollado diferentes tipos de pilas y baterías, incluidas las de zinc-carbono, las alcalinas y las de iones de litio recargables, que ahora impulsan muchos dispositivos electrónicos.
Pilas de combustible, las piezas de un futuro limpioangelo26_
El documento describe las pilas de combustible como una tecnología emergente para generar energía de manera sustentable. Explica que las pilas de combustible convierten la energía química de un combustible como el hidrógeno en energía eléctrica de manera eficiente. También señala que el hidrógeno es actualmente el combustible preferido debido a su mayor eficiencia y cero emisiones, aunque requiere desarrollar infraestructura para su producción, distribución y almacenamiento a gran escala.
Tecnologías para-la-produccion-y-uso-de-la-energíaCINTHYA SOLIS
El documento describe las diferentes tecnologías para la producción y uso de la energía. Explica las centrales hidroeléctricas, térmicas, geotérmicas, nucleares, eólicas y solares para la generación de energía eléctrica. También describe cómo se utiliza la energía en la vida diaria para la cocción, calentar agua, iluminación, refrigeración y transporte.
Generación de energía eléctrica utilizando hidrógenogugarte
Conferencia del Ing. Jorge Ugarte Fajardo en el Simposio Internacional de Energías Renovables, organizado por el Centro de Energías Renovable y Alternativas de la ESPOL
Este documento describe un estudio realizado para determinar la eficiencia de una celda de combustible SE-8573 a una altitud de 3810 msnm en Puno, Perú. Se realizaron experimentos que midieron la eficiencia, voltaje, corriente y potencia de la celda bajo estas condiciones. Los resultados mostraron que la eficiencia de la celda estaba dentro de los límites descritos por el fabricante a pesar de las diferencias en la presión y composición atmosférica con respecto a las condiciones normales.
Este documento resume la historia y características de las pilas de combustible alcalinas. Explica que Francis Bacon desarrolló la primera pila de combustible y que se usaron pilas de combustible alcalinas de 1,5 kW y 12 kW en las misiones Apolo y del transbordador espacial. Describe que estas pilas funcionan entre 100-250°C con electrolito de KOH y catalizadores de níquel y platino, y que tienen alto rendimiento y una vida útil de 40,000 horas.
Este documento presenta información sobre celdas de hidrógeno. Explica que una celda de combustible produce electricidad de manera continua a partir de hidrógeno y oxígeno, a diferencia de una batería que tiene capacidad limitada. Describe el proceso por el cual el hidrógeno se separa en protones y electrones en el ánodo, los protones pasan a través de la membrana al cátodo, y los electrones viajan por un circuito externo donde se recombinan con los protones y oxígeno para formar agua. Finalmente
Una celda de combustible es un dispositivo electroquímico que produce energía eléctrica mediante la reacción del hidrógeno en el ánodo y el oxígeno en el cátodo, formando agua. La membrana permite el paso de protones pero no de electrones ni gases, forzando a los electrones a generar corriente eléctrica. Las celdas de combustible tienen ventajas como no emitir contaminantes y ser silenciosas, pero sus desventajas son el alto costo y vida útil limitada.
El documento describe los diferentes tipos de energía eléctrica y cómo se generan. Se mencionan centrales geotérmicas, hidráulicas, nucleares, solares fotovoltaicas, termoeléctricas, eólicas y mareomotrices. Explica que la energía eléctrica se produce mediante el movimiento de electrones en materiales conductores inducido por un generador o pila, y que puede convertirse en otras formas de energía como la luminosa, mecánica o térmica.
Materiales i t2_fuentes_de_energia_no_convencionalesSalesianos Atocha
El documento resume varias fuentes de energía no convencionales como la energía solar, eólica, geotérmica, maremotriz y biomasa. Explica que la energía solar puede convertirse en energía térmica a través de la absorción de calor o en energía fotovoltaica directamente. La energía eólica aprovecha la energía cinética del viento mediante aerogeneradores. La energía geotérmica utiliza el calor interno de la Tierra. La energía maremotriz se obtiene de las fluctuaciones de
El documento describe los diferentes tipos de centrales eléctricas, incluyendo centrales hidroeléctricas, térmicas, nucleares, solares, eólicas, geotérmicas y mareomotrices. Cada una convierte una fuente de energía primaria diferente, como el agua, combustibles fósiles, uranio, radiación solar o energía cinética del viento/mareas, en energía eléctrica mediante el uso de generadores.
La celda de combustible de óxido sólido (SOFC) es una opción viable para proveer energía a comunidades rurales en Michoacán. Las SOFC funcionan a altas temperaturas y pueden generar hasta 1 GW de potencia. Proveerían energía a clínicas, escuelas y salones comunitarios de manera limpia y sostenible.
Este documento describe varios métodos para producir hidrógeno a partir de energía solar, incluyendo procesos fotoquímicos, electroquímicos y termoquímicos. Se centra en la electrólisis a alta temperatura del vapor de agua y los métodos termoquímicos, que usan la radiación solar concentrada de alta temperatura para llevar a cabo reacciones endotérmicas. También analiza los sistemas de concentración solar, como centrales de torre y discos parabólicos, necesarios para alcanzar
Este documento describe los procesos de producción, transporte y almacenamiento de energía eléctrica. Explica que la energía eléctrica se produce en centrales que aprovechan fuentes de energía primaria como combustibles fósiles, uranio, agua y energías renovables. También describe los componentes comunes de las centrales y los diferentes tipos como térmicas, nucleares e hidroeléctricas. Finalmente, explica cómo se transporta la energía eléctrica a través de una extensa red de cables y torres de alta tensión hasta
Central TermoeléCtrica, Celdas De Combustiblemarilys
Una central termoeléctrica genera electricidad mediante la combustión de combustibles fósiles como el carbón, el petróleo o el gas natural. Este proceso libera dióxido de carbono y otras emisiones contaminantes. Existen centrales de ciclo convencional y de ciclo combinado, siendo estas últimas más eficientes. A pesar de ser económicas, las centrales termoeléctricas tienen un alto impacto ambiental debido a sus emisiones.
Este documento describe los diferentes tipos de energía, incluida la energía eléctrica, y explica cómo se produce y distribuye la energía eléctrica. Detalla los principales métodos de producción de energía eléctrica como centrales hidroeléctricas, térmicas de combustibles fósiles y nucleares. Explica que la energía hidroeléctrica usa la energía del agua de un embalse, mientras que las térmicas queman combustibles para calentar el agua y generar vapor que hace girar las turbinas y producir
El documento describe los siguientes usos del agua:
1) Irrigación, generación de energía y control de avenidas
2) Abastecimiento de agua para usos municipales e industriales
3) Control de calidad del agua y otros usos
Describe también el origen de las demandas de agua y los beneficios de considerarlos en el análisis.
producción de hidrógeno a partir de energía solarSol Represa
Este documento describe la producción de hidrógeno a partir de energía solar. Explica que el hidrógeno es un portador de energía ideal para reemplazar los combustibles fósiles debido a que su combustión solo produce agua. Luego describe varios métodos para producir hidrógeno solar, enfocándose en el método fotoelectroquímico que usa una celda electroquímica de TiO2 y Pt para separar el agua en hidrógeno y oxígeno usando solo la luz solar. Finalmente, explica cómo el hidrógeno producido
Generación, transporte y consumo de la energíaniloyolito2000
El documento describe los procesos de generación, transporte y consumo de energía eléctrica. Explica que la energía eléctrica se genera principalmente en centrales eléctricas a partir de fuentes como la energía hidráulica, eólica, solar, geotérmica, nuclear y combustibles fósiles. Luego, se transporta a alta tensión a través de la red eléctrica para su distribución a los puntos de consumo. Finalmente, detalla algunos usos comunes de la electricidad en la sociedad moderna.
Este documento clasifica las fuentes de energía en renovables y no renovables. Las energías renovables incluyen la hidráulica, solar, eólica, de biomasa y mareomotriz, y se regeneran de forma continua. Las no renovables como el carbón, petróleo y gas natural se agotan con el uso y tardan millones de años en regenerarse. Además, describe cada fuente renovable detallando cómo se aprovecha y sus ventajas e inconvenientes.
Diseño de una celda microbiana con uso de bacteria oxidantes de azufre y hierroIgor Saavedra Salas
Este documento describe el diseño de una celda de combustible microbiológica que utiliza bacterias oxidantes de azufre y hierro. El objetivo es diseñar, montar y operar una celda para generar bioelectricidad mediante los procesos bioelectroquímicos asociados a estas bacterias. Se revisan los antecedentes sobre celdas de combustible microbiológicas y las bacterias Aciditihobacillus ferrooxidans y otras que oxidan azufre y hierro.
Este documento establece criterios generales de protección para sistemas eléctricos insulares y extrapeninsulares. Describe los sistemas de protección utilizados comúnmente en generación y red, incluyendo protecciones de líneas, barras, transformadores y reactancias. Define conceptos como cortocircuitos, selectividad y tiempo crítico de eliminación. Establece criterios para asegurar que las perturbaciones se eliminen rápidamente y tengan un impacto mínimo en el sistema.
Pilas de combustible, las piezas de un futuro limpioangelo26_
El documento describe las pilas de combustible como una tecnología emergente para generar energía de manera sustentable. Explica que las pilas de combustible convierten la energía química de un combustible como el hidrógeno en energía eléctrica de manera eficiente. También señala que el hidrógeno es actualmente el combustible preferido debido a su mayor eficiencia y cero emisiones, aunque requiere desarrollar infraestructura para su producción, distribución y almacenamiento a gran escala.
Tecnologías para-la-produccion-y-uso-de-la-energíaCINTHYA SOLIS
El documento describe las diferentes tecnologías para la producción y uso de la energía. Explica las centrales hidroeléctricas, térmicas, geotérmicas, nucleares, eólicas y solares para la generación de energía eléctrica. También describe cómo se utiliza la energía en la vida diaria para la cocción, calentar agua, iluminación, refrigeración y transporte.
Generación de energía eléctrica utilizando hidrógenogugarte
Conferencia del Ing. Jorge Ugarte Fajardo en el Simposio Internacional de Energías Renovables, organizado por el Centro de Energías Renovable y Alternativas de la ESPOL
Este documento describe un estudio realizado para determinar la eficiencia de una celda de combustible SE-8573 a una altitud de 3810 msnm en Puno, Perú. Se realizaron experimentos que midieron la eficiencia, voltaje, corriente y potencia de la celda bajo estas condiciones. Los resultados mostraron que la eficiencia de la celda estaba dentro de los límites descritos por el fabricante a pesar de las diferencias en la presión y composición atmosférica con respecto a las condiciones normales.
Este documento resume la historia y características de las pilas de combustible alcalinas. Explica que Francis Bacon desarrolló la primera pila de combustible y que se usaron pilas de combustible alcalinas de 1,5 kW y 12 kW en las misiones Apolo y del transbordador espacial. Describe que estas pilas funcionan entre 100-250°C con electrolito de KOH y catalizadores de níquel y platino, y que tienen alto rendimiento y una vida útil de 40,000 horas.
Este documento presenta información sobre celdas de hidrógeno. Explica que una celda de combustible produce electricidad de manera continua a partir de hidrógeno y oxígeno, a diferencia de una batería que tiene capacidad limitada. Describe el proceso por el cual el hidrógeno se separa en protones y electrones en el ánodo, los protones pasan a través de la membrana al cátodo, y los electrones viajan por un circuito externo donde se recombinan con los protones y oxígeno para formar agua. Finalmente
Una celda de combustible es un dispositivo electroquímico que produce energía eléctrica mediante la reacción del hidrógeno en el ánodo y el oxígeno en el cátodo, formando agua. La membrana permite el paso de protones pero no de electrones ni gases, forzando a los electrones a generar corriente eléctrica. Las celdas de combustible tienen ventajas como no emitir contaminantes y ser silenciosas, pero sus desventajas son el alto costo y vida útil limitada.
El documento describe los diferentes tipos de energía eléctrica y cómo se generan. Se mencionan centrales geotérmicas, hidráulicas, nucleares, solares fotovoltaicas, termoeléctricas, eólicas y mareomotrices. Explica que la energía eléctrica se produce mediante el movimiento de electrones en materiales conductores inducido por un generador o pila, y que puede convertirse en otras formas de energía como la luminosa, mecánica o térmica.
Materiales i t2_fuentes_de_energia_no_convencionalesSalesianos Atocha
El documento resume varias fuentes de energía no convencionales como la energía solar, eólica, geotérmica, maremotriz y biomasa. Explica que la energía solar puede convertirse en energía térmica a través de la absorción de calor o en energía fotovoltaica directamente. La energía eólica aprovecha la energía cinética del viento mediante aerogeneradores. La energía geotérmica utiliza el calor interno de la Tierra. La energía maremotriz se obtiene de las fluctuaciones de
El documento describe los diferentes tipos de centrales eléctricas, incluyendo centrales hidroeléctricas, térmicas, nucleares, solares, eólicas, geotérmicas y mareomotrices. Cada una convierte una fuente de energía primaria diferente, como el agua, combustibles fósiles, uranio, radiación solar o energía cinética del viento/mareas, en energía eléctrica mediante el uso de generadores.
La celda de combustible de óxido sólido (SOFC) es una opción viable para proveer energía a comunidades rurales en Michoacán. Las SOFC funcionan a altas temperaturas y pueden generar hasta 1 GW de potencia. Proveerían energía a clínicas, escuelas y salones comunitarios de manera limpia y sostenible.
Este documento describe varios métodos para producir hidrógeno a partir de energía solar, incluyendo procesos fotoquímicos, electroquímicos y termoquímicos. Se centra en la electrólisis a alta temperatura del vapor de agua y los métodos termoquímicos, que usan la radiación solar concentrada de alta temperatura para llevar a cabo reacciones endotérmicas. También analiza los sistemas de concentración solar, como centrales de torre y discos parabólicos, necesarios para alcanzar
Este documento describe los procesos de producción, transporte y almacenamiento de energía eléctrica. Explica que la energía eléctrica se produce en centrales que aprovechan fuentes de energía primaria como combustibles fósiles, uranio, agua y energías renovables. También describe los componentes comunes de las centrales y los diferentes tipos como térmicas, nucleares e hidroeléctricas. Finalmente, explica cómo se transporta la energía eléctrica a través de una extensa red de cables y torres de alta tensión hasta
Central TermoeléCtrica, Celdas De Combustiblemarilys
Una central termoeléctrica genera electricidad mediante la combustión de combustibles fósiles como el carbón, el petróleo o el gas natural. Este proceso libera dióxido de carbono y otras emisiones contaminantes. Existen centrales de ciclo convencional y de ciclo combinado, siendo estas últimas más eficientes. A pesar de ser económicas, las centrales termoeléctricas tienen un alto impacto ambiental debido a sus emisiones.
Este documento describe los diferentes tipos de energía, incluida la energía eléctrica, y explica cómo se produce y distribuye la energía eléctrica. Detalla los principales métodos de producción de energía eléctrica como centrales hidroeléctricas, térmicas de combustibles fósiles y nucleares. Explica que la energía hidroeléctrica usa la energía del agua de un embalse, mientras que las térmicas queman combustibles para calentar el agua y generar vapor que hace girar las turbinas y producir
El documento describe los siguientes usos del agua:
1) Irrigación, generación de energía y control de avenidas
2) Abastecimiento de agua para usos municipales e industriales
3) Control de calidad del agua y otros usos
Describe también el origen de las demandas de agua y los beneficios de considerarlos en el análisis.
producción de hidrógeno a partir de energía solarSol Represa
Este documento describe la producción de hidrógeno a partir de energía solar. Explica que el hidrógeno es un portador de energía ideal para reemplazar los combustibles fósiles debido a que su combustión solo produce agua. Luego describe varios métodos para producir hidrógeno solar, enfocándose en el método fotoelectroquímico que usa una celda electroquímica de TiO2 y Pt para separar el agua en hidrógeno y oxígeno usando solo la luz solar. Finalmente, explica cómo el hidrógeno producido
Generación, transporte y consumo de la energíaniloyolito2000
El documento describe los procesos de generación, transporte y consumo de energía eléctrica. Explica que la energía eléctrica se genera principalmente en centrales eléctricas a partir de fuentes como la energía hidráulica, eólica, solar, geotérmica, nuclear y combustibles fósiles. Luego, se transporta a alta tensión a través de la red eléctrica para su distribución a los puntos de consumo. Finalmente, detalla algunos usos comunes de la electricidad en la sociedad moderna.
Este documento clasifica las fuentes de energía en renovables y no renovables. Las energías renovables incluyen la hidráulica, solar, eólica, de biomasa y mareomotriz, y se regeneran de forma continua. Las no renovables como el carbón, petróleo y gas natural se agotan con el uso y tardan millones de años en regenerarse. Además, describe cada fuente renovable detallando cómo se aprovecha y sus ventajas e inconvenientes.
Diseño de una celda microbiana con uso de bacteria oxidantes de azufre y hierroIgor Saavedra Salas
Este documento describe el diseño de una celda de combustible microbiológica que utiliza bacterias oxidantes de azufre y hierro. El objetivo es diseñar, montar y operar una celda para generar bioelectricidad mediante los procesos bioelectroquímicos asociados a estas bacterias. Se revisan los antecedentes sobre celdas de combustible microbiológicas y las bacterias Aciditihobacillus ferrooxidans y otras que oxidan azufre y hierro.
Este documento establece criterios generales de protección para sistemas eléctricos insulares y extrapeninsulares. Describe los sistemas de protección utilizados comúnmente en generación y red, incluyendo protecciones de líneas, barras, transformadores y reactancias. Define conceptos como cortocircuitos, selectividad y tiempo crítico de eliminación. Establece criterios para asegurar que las perturbaciones se eliminen rápidamente y tengan un impacto mínimo en el sistema.
El documento describe las características y aplicaciones de la bacteria Geobacter. Geobacter es una bacteria anaerobia que puede producir energía eléctrica a través de la oxidación de compuestos orgánicos. Puede usarse en celdas de combustible microbianas para generar electricidad a pequeña escala o en biorremediación para degradar contaminantes ambientales.
Las celdas de combustible microbianas son un sistema prometedor para el tratamiento de aguas residuales que permite producir electricidad a partir de la materia orgánica contaminante. Estos sistemas utilizan bacterias para consumir los residuos orgánicos presentes en las aguas residuales y generar electrones que se usan para producir electricidad. Las celdas de combustible microbianas son particularmente útiles en plantas de tratamiento de aguas dado que tradicionalmente consumen mucha electricidad, pero con este sistema las aguas residuales podrían usarse para
Este documento describe el funcionamiento y tipos de celdas de combustible. Explica que las celdas de combustible convierten la energía química de una reacción en energía eléctrica de manera continua mediante reacciones electroquímicas. Luego describe los componentes básicos de una celda de combustible y los principios de funcionamiento. Finalmente resume los diferentes tipos de celdas de combustible, incluyendo las de membrana de intercambio de protones, carbonato fundido, óxido sólido y alcalinas.
Este documento presenta un proyecto de investigación sobre el uso de celdas de combustible microbianas para remover la materia orgánica de efluentes de la industria cafetalera. El proyecto busca determinar el porcentaje de remoción de materia orgánica y la cantidad de energía producida mediante estas celdas. Revisa antecedentes sobre el tratamiento de aguas residuales y generación de energía a partir de estas. Establece los objetivos de caracterizar los efluentes de café, medir parámetros como temperatura y pH, y determinar la t
Este documento describe las características y componentes de una pila de combustible de membrana de intercambio de protones (PEMFC). Una PEMFC opera a una temperatura de 80°C y tiene una eficiencia del 40-50%. Consiste en un ensamblaje electrodo-membrana con un catalizador de platino y una densidad energética elevada.
Este documento define los conceptos de sistema de información y sistema de información automatizado. Explica que un sistema de información es un conjunto de procesos que recopilan, elaboran y distribuyen la información necesaria para las operaciones y la toma de decisiones de una organización. También describe los elementos clave de un sistema como las entradas, procesos, salidas y retroalimentación.
Trabajo sobre sensores de proximidad para uso industrialKrlos R
Trabajo expuesto en 4º de ingeniería mecánica, asignatura de automática. Si lo descargas se ve mejor, además de alguna diapositiva de más que explica algún término que aparece en color. Un saludo
Trabajo sobre sensores de proximidad para uso industrial
Similar a Producción de electricidad en celdas de combustible microbianas utilizando agua residual efecto de la distancia entre electrodos germán buitrón
Hacia un microscosmos de luz, el problema de la eficiencia energéticaLuis de Benito Aparicio
Este documento describe el intento de crear un "microcosmos de luz" utilizando algas y bacterias electrogénicas en un ciclo continuo de producción de energía. Sin embargo, el modelo presentó problemas de baja eficiencia fotosintética, eficiencia coulómbica y voltaje insuficiente para encender un LED. Aunque en el futuro podrían mejorarse las eficiencias para lograr un microcosmos autosostenible.
El documento describe un módulo electroquímico desarrollado para desinfectar el agua mediante electrolisis. El proceso genera oxidantes como cloritos y cloratos que matan bacterias al dañar sus membranas y ADN. Estudios demostraron que el sistema reduce bacterias en el agua de forma efectiva y segura, cumpliendo los estándares de calidad del agua potable. El módulo funciona de forma automática y sin productos químicos.
Este documento presenta una introducción a los conceptos de electricidad y energía. Explica diferentes fuentes de energía como hidráulica, eólica, solar, mareomotriz, biomasa, geotérmica e hidrocarburos. Describe cada fuente y sus usos. También incluye un cuadro comparativo de conductores, semiconductores y aisladores, y presenta prácticas de seguridad para el manejo de la electricidad a nivel industrial.
Este documento introduce los conceptos de energía eléctrica y analiza las diferentes fuentes de energía, incluyendo energía hidráulica, eólica, solar, mareomotriz, biomasa, geotérmica e hidrocarburos. Explica cada fuente de energía y cómo se puede aprovechar, con ejemplos de centrales hidroeléctricas, aerogeneradores, usos de la biomasa y yacimientos de gas natural. Además, incluye un cuadro comparativo sobre conductores, semiconductores y aisl
Este documento presenta una introducción a los conceptos de electricidad y energía. Explica diferentes fuentes de energía como la hidráulica, eólica, solar, mareomotriz, biomasa, geotérmica e hidrocarburos. Describe cada fuente y cómo se utiliza para generar energía. También incluye un cuadro comparativo de conductores, semiconductores y aisladores, y presenta ejercicios para calcular la potencia eléctrica utilizando la fórmula de potencia.
Este documento presenta información sobre diferentes fuentes de energía, incluyendo energía hidráulica, eólica, solar, mareomotriz, biomasa, geotérmica e hidrocarburos. Explica conceptos como centrales hidroeléctricas, aerogeneradores, energía solar, mareas, biomasa residual, gas natural y petróleo. El objetivo es reconocer las fuentes de energía e identificar los conceptos de electricidad, magnetismo y energía.
Este documento presenta una introducción a los conceptos de electricidad y energía. Explica diferentes fuentes de energía como la hidráulica, eólica, solar, mareomotriz, biomasa, geotérmica e hidrocarburos. Describe cada fuente y su nivel de utilización. También incluye un cuadro comparativo de conductores, semiconductores y aisladores, y presenta ejercicios para calcular potencia eléctrica usando la fórmula de Watt.
UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA
TEMA: ELECTRICIDAD PRODUCIDA POR MICROBIOS
MONOGRAFIA ELABORADO POR:
Escalante Yupanqui, Lia Estefany
Martinez Jimenez Olga Ramira
El documento describe las investigaciones realizadas en el laboratorio de micro y nanotecnología de la Universidad Politécnica Salesiana sobre diversos temas como sensores médicos, materiales avanzados, dispositivos fotovoltaicos y de desalinización del agua. Los laboratorios realizan experimentos en áreas como nanomateriales, energía solar, gestión térmica y desalinización a través de técnicas como la electrocatálisis y fotoelectrocatálisis.
Este documento describe diferentes tipos de energía renovable y sus ventajas e inconvenientes. Presenta información sobre centrales geotérmicas, de energía oceánica, térmicas de biomasa, y describe el transporte y distribución de la energía eléctrica. Además, sugiere que las centrales térmicas de biomasa podrían ser una importante fuente de energía para el futuro debido a que no contaminan y aprovechan recursos renovables como la vegetación.
SISTEMAS DE GENERACION DE ELECTRICIDAD Y DISTRIBUCIONguillermo durigon
Anális informativo, sin entrar en detalles técnicos, para plantear la necesidad de reformular la titularidad de la línea eléctrica, dejando el tema abierto por su gran complejidad.
Bioelectricidad producida por microbios.pdfolga20022017
UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA
TEMA: ELECTRICIDAD PRODUCIDA POR MICROBIOS
MONOGRAFIA ELABORADO POR:
Escalante Yupanqui, Lia Estefany
Martinez Jimenez Olga Ramira
Este documento describe la aplicación del proceso de electrodiálisis en el tratamiento de aguas residuales y el impacto del ensuciamiento en el rendimiento del proceso. Se explica cómo la electrodiálisis puede eliminar hasta el 99% de los contaminantes del agua mediante el uso de membranas de intercambio iónico. Sin embargo, el ensuciamiento de las membranas por biomasa, coloides y sustancias orgánicas reduce la eficiencia del proceso. El documento también analiza el uso de la electrodiálisis reversible para prevenir in
Este documento presenta el planteamiento de un proyecto de investigación sobre el uso del proceso de electrocoagulación-flotación para tratar aguas residuales domésticas de una lavandería a escala piloto en San Martín de Porres, Perú en 2021. El objetivo general es determinar el nivel de influencia de este proceso en el tratamiento, mientras que los objetivos específicos son evaluar su efecto en las aguas de lavadoras eléctricas y de lavado manual. Se justifica la investigación por sus beneficios teóricos, social
La energía se define como la capacidad para realizar un trabajo y su unidad de medida según el sistema internacional es el joule (j). Se requiere energía para que funcionen los automóviles, aviones, electrodomésticos y dispositivos electrónicos. Casi toda la energía en el planeta proviene del sol de forma directa o indirecta.
Este documento presenta 19 proyectos educativos para una feria de ciencias. Los proyectos cubren una variedad de temas relacionados con la física, la química y la ingeniería, incluyendo la purificación de aguas residuales mediante métodos magnéticos, la construcción de una alarma casera, y el diseño de una cocina y una secadora solares. El documento proporciona detalles sobre cada proyecto, incluidos los objetivos, los materiales necesarios y la metodología propuesta.
Este documento trata sobre la generación de energía eléctrica a partir del biogás en la ciudad de Cuenca, Ecuador. Describe cómo el biogás se genera a través de la descomposición de desechos en el vertedero de basura de la ciudad y cómo luego se usa para impulsar un generador eléctrico. También resume la aplicación de esta tecnología a nivel mundial y los beneficios que tiene para el tratamiento de desechos y la promoción de energías renovables, especialmente en Cuenca donde los desechos no se aprovechan
La energía nuclear se produce mediante reacciones nucleares de fisión o fusión que liberan grandes cantidades de energía. Se utiliza principalmente para generar electricidad en centrales nucleares, pero también tiene aplicaciones en medicina, agricultura e industria. Aunque no emite gases de efecto invernadero, plantea riesgos como la gestión de residuos radiactivos y posibles accidentes, además de sus altos costos.
Proyecto de Investigación_Generador Bilógico de Energia Límpia_2022.docxnilalecas45
Este proyecto busca diseñar e implementar un generador biológico de energía limpia que aproveche los procesos bioquímicos que ocurren durante la degradación de la materia orgánica y la fotosíntesis de las plantas. El diseño consiste en conectar diez macetas con plantas y una compostera en un circuito eléctrico en serie. Los resultados muestran que se logró generar energía limpia al captar los protones y electrones liberados durante la degradación y fotosíntesis. De esta forma, se contrib
Similar a Producción de electricidad en celdas de combustible microbianas utilizando agua residual efecto de la distancia entre electrodos germán buitrón (20)
La energía radiante es una forma de energía que
se transmite en forma de ondas
electromagnéticas esta energía se propaga a
través del vacío y de ciertos medios materiales y
es fundamental en una variedad naturales y
tecnológicos
Infografia de operaciones basicas de la construccion.pdf
Producción de electricidad en celdas de combustible microbianas utilizando agua residual efecto de la distancia entre electrodos germán buitrón
1. Tip Revista Especializada en Ciencias
Químico-Biológicas
ISSN: 1405-888X
revistatip@yahoo.com
Universidad Nacional Autónoma de México
México
Buitrón, Germán; Pérez, Jaime
PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD EN CELDAS DE COMBUSTIBLE MICROBIANAS UTILIZANDO
AGUA RESIDUAL: EFECTO DE LA DISTANCIA ENTRE ELECTRODOS
Tip Revista Especializada en Ciencias Químico-Biológicas, vol. 14, núm. 1, junio, 2011, pp. 5-11
Universidad Nacional Autónoma de México
Distrito Federal, México
Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=43219047001
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3. TIP Rev.Esp.Cienc.Quím.Biol.6 Vol. 14, No. 1
residuales por una parte y, por otra, generar electricidad. El
propósito de este sistema no sería competir con las tecnologías
existentes para generar electricidad a gran escala, sino tratar el
agua residual y obtener durante este proceso un producto de
valoragregado.Esdecir,vereltratamientodelaguanosólocomo
algo necesario para la sustentabilidad, sino también como un
proceso que valoriza la materia orgánica presente. Bajo
condiciones adecuadas de desarrollo tecnológico, este tipo de
proceso podría no solamente ser utilizado a gran escala para
tratar aguas residuales de una ciudad o industria, sino también
sería factible para ser instalado en pequeñas comunidades
habitacionales o incluso en comunidades dispersas o aisladas
del país.
Las celdas de combustible microbiano (CCM) son dispositivos
que se encargan de convertir energía bioquímica a energía
eléctrica mediante microorganismos[1,2]
. Las bacterias obtienen
laenergíatransfiriendoelectronesdesdeundonadordeelectrones,
como el acetato o el agua residual (materia orgánica), hacia un
aceptor de electrones, como el oxígeno. Cuanto mayor sea la
diferencia de potencial entre el donador y el aceptor, mayor será
la ganancia energética para la bacteria y, generalmente, mayor
será su tasa de reproducción y, por lo tanto, de eliminación de
la materia orgánica. En una CCM, las bacterias no transfieren
directamente los electrones a un aceptor final de electrones
característico,sinoquelohacenaunelectrodo,esdecirhaciaun
ánodo. Posteriormente, los electrones pasan a través de una
resistencia,uotracarga,haciauncátodo,porloqueloselectrones
generados en la reacción son “cosechados” y convertidos
directamente en energía eléctrica. El carbono orgánico es
transformadoaCO2
.Elciclosecierracuandolosprotonesmigran
hacia el cátodo en aerobiosis donde se combinan con el oxígeno
delsistema,basadaenlaremocióndelaDQOyenlageneración
de corriente, inferior al 12%, indicando que gran parte de la
materia orgánica no contribuyó a la generación de electricidad.
Rabaey et al.[4]
evaluaron el desempeño de una CCM tubular
obteniendo eficiencias coulómbicas para aguas residuales del
orden de 96% y 48 W/m3
de compartimiento anódico. Las CCM
han sido aplicadas también en el tratamiento de aguas de
diversos orígenes[5,6]
, obteniendo densidades de potencia entre
240 y 500 mW/m2
y voltajes del orden de 200 a 400 mV.
En este trabajo se evaluó una estrategia de arranque para
favorecer la colonización del ánodo y el efecto de la distancia
entreelectrodossobreeldesempeñodeunaceldadecombustible
microbiana que utiliza aguas residuales como sustrato.
MMMMMATERIALESATERIALESATERIALESATERIALESATERIALES YYYYY MÉTODOSMÉTODOSMÉTODOSMÉTODOSMÉTODOS
Seconstruyerondostiposdeceldas.Enunprimerprototipo(tipo
H) se evaluó la estrategia de colonización del ánodo. En los
siguientes prototipos (celdas de una cámara) se evaluó el efecto
deladistanciaentreelectrodos,variandoelvolumendelacelda,
sobre la producción de electricidad. Ambos prototipos fueron
operados por lotes.
Evaluación de la estrategia de puesta en marcha deEvaluación de la estrategia de puesta en marcha deEvaluación de la estrategia de puesta en marcha deEvaluación de la estrategia de puesta en marcha deEvaluación de la estrategia de puesta en marcha de
la celdala celdala celdala celdala celda
Para esta etapa, la celda de combustible microbiana (Figura 1)
consistió en dos matraces de vidrio de 200 mL. El ánodo se
mantuvo en condiciones anaerobias cerrado con un tapón de
hule y el cátodo en condiciones aerobias mediante el burbujeo
de aire. Los electrodos consistieron en varillas de carbón de 0.5
mmdediámetroy8cmdelongitudconunáreade10.55cm2
.Éstos
Figura 1. Reactor piloto tipo H utilizado en la primera etapa. A:Figura 1. Reactor piloto tipo H utilizado en la primera etapa. A:Figura 1. Reactor piloto tipo H utilizado en la primera etapa. A:Figura 1. Reactor piloto tipo H utilizado en la primera etapa. A:Figura 1. Reactor piloto tipo H utilizado en la primera etapa. A:
Cámara del ánodo. B: Electrodo (grafito). C: Cámara del cátodo. D:Cámara del ánodo. B: Electrodo (grafito). C: Cámara del cátodo. D:Cámara del ánodo. B: Electrodo (grafito). C: Cámara del cátodo. D:Cámara del ánodo. B: Electrodo (grafito). C: Cámara del cátodo. D:Cámara del ánodo. B: Electrodo (grafito). C: Cámara del cátodo. D:
Electrodo (grafito). E: Difusor. F: Puente salino.Electrodo (grafito). E: Difusor. F: Puente salino.Electrodo (grafito). E: Difusor. F: Puente salino.Electrodo (grafito). E: Difusor. F: Puente salino.Electrodo (grafito). E: Difusor. F: Puente salino.
yseformaagua.Paraaumentarlaeficienciaenlageneración
de electricidad y eliminación de los contaminantes, se
investigan las especies que son capaces de transferir
electrones, el diseño y los materiales que constituyen las
celdas, la adición de mediadores químicos, membranas
intercambiadorasdeprotones,lascondicionesambientales
más favorables para la actividad microbiana, etc. Por
ejemplo, se ha encontrado que algunos de los géneros con
especies activas electrogénicamente son Geobacter,
Shewanella y Clostridium, pero parece ser que la mejor
respuesta la presentan los consorcios o lodos[2]
.
CCM en el tratamiento de aguasCCM en el tratamiento de aguasCCM en el tratamiento de aguasCCM en el tratamiento de aguasCCM en el tratamiento de aguas
En general las CCM han sido utilizadas para producir
electricidad a partir de sustratos como la glucosa, el
acetatoyellactato.Liuetal.[3]
demostraronqueesposible
obtener electricidad en una CCM a partir de aguas
residuales domésticas, acompañando el proceso de una
remoción de la demanda química de oxígeno (DQO). Se
observó una producción máxima de potencia de 26 mW/
m2
deelectrodoyseremovióel80%delaDQOinicialdel
agua. Sin embargo, se obtuvo una eficiencia coulómbica
4. Buitrón, G. & Pérez, J.: Efecto de la distancia entre electrodos en celdas de combustible microbianas 7junio, 2011
se conectaron con alambre de cobre a un resistor variable y un
voltímetro para el registro del voltaje. Las pruebas se llevaron a
cabo con agitación continua de 90 rpm. Al ánodo se introdujo el
agua residual a degradar. Se realizaron cinéticas tomando 5 mL
de muestra a intervalos regulares de tiempo, cuidando de no
introducir aire a la cámara del ánodo.
Se colocó un puente salino para el intercambio de protones y
consistióenuntubodevidriode5mmdediámetromanteniendo
una distancia entre ánodo y cátodo de 18 cm y doblado 6 cm en
cada extremo a fin de facilitar su introducción en el ánodo y el
cátodo. El puente se llenó con agar y sales de acuerdo con Du
et al.[7]
Aguaresidual
Se trabajó con agua residual proveniente de la planta de
tratamiento de aguas del Campus Juriquilla, UNAM. El agua
residual contenía una DQO entre 192 y 430 mg DQOs/L. Se
adicionóglucosaparamantenerlaconcentraciónen2250mg/L.
Cada prueba tuvo una duración de una semana.
Evaluación de la distancia entre electrodos sobreEvaluación de la distancia entre electrodos sobreEvaluación de la distancia entre electrodos sobreEvaluación de la distancia entre electrodos sobreEvaluación de la distancia entre electrodos sobre
el desempeño de las CCMel desempeño de las CCMel desempeño de las CCMel desempeño de las CCMel desempeño de las CCM
Se construyeron tres celdas con diferentes volúmenes de una
solacámaraysinmembranaprotónicaparaestudiarsudesempeño.
A este respecto se ha visto que no es necesario mantener el
cátodo sumergido en agua y en una cámara separada, pues se ha
vistoqueelemplearceldasdeunasolacámarapuedeincrementar
el desempeño de la celda[2]
. En este caso el cátodo se coloca
directamente en contacto con el aire. Se utilizaron láminas y
tubos de acrílico, de 6 mm de grosor y 5.5 cm de diámetro,
respectivamente. Para el ánodo se utilizó un electrodo de papel
grafitoToraytipoS(E-Tek).Paraelcátodoseutilizóunelectrodo
de carbón rígido conteniendo 0.35 mg/cm2
de platino como
catalizador(E-Tek).Paraconectarelcircuitoseutilizóalambrede
platino (Sigma Chemical) pegado a los electrodos con resina
epóxica de grafito (Electrosynthesis). Ambos discos fueron de
4.5cmdediámetro,porloqueeláreadelcátodoyánodoentodas
lasceldasfuede0.001385m2
.Elladoconplatinoseorientóhacia
el interior de la celda y el otro lado quedó expuesto al aire. El
cátodo de la celda se sujetó al acrílico con 6 tornillos y foamy
como aislante (Figura 2).
A tres de las celdas (40, 80 y 120 mL de capacidad) se les colocó
unaresistenciade1000Ω.Laseparaciónentreloselectrodosfue
de 2.8, 5.5 y 8.2 cm para las celdas de 40, 80 y 120 mL,
respectivamente.Seconstruyóotraceldaadicionaldeunvolumen
de75mL,sinresistencia.Estaceldasefabricóconlafinalidadde
obtenerunacolonizaciónóptimaparadespuésrealizarlosanálisis
microscópicoscorrespondientesparalaidentificaciónbacteriana
del dispositivo. También fue utilizada como control para
determinarlacontribucióneléctricadeaguaresidualesterilizada,
de los nutrientes y de todo el sistema en conjunto.
Paralaoperacióndelasceldasseutilizóaguaresidualdelaplanta
de tratamiento del Campus Juriquilla de la UNAM, adicionada
con una solución de acetato de sodio con una concentración de
100 mg/L. El ánodo se colonizó con las bacterias presentes en el
agua residual. El pH se mantuvo entre 7 y 8 durante todo el
experimento y se trabajó a temperatura ambiente (entre 14 y
23°C).
Análisis fisicoquímicos
El consumo de la materia orgánica se evaluó a través de la DQO
y el carbono orgánico disuelto (COD). La cuantificación de la
DQO se realizó según la técnica de la APHA[8]
. El análisis para
la determinación de Carbono Orgánico disuelto se realizó en un
equipoTOC-5050AutoSampler(TotalOrganicCarbonAnalyzer)
Figura 2. Esquema de la celda de una sola cámara y montaje en el laboratorio.Figura 2. Esquema de la celda de una sola cámara y montaje en el laboratorio.Figura 2. Esquema de la celda de una sola cámara y montaje en el laboratorio.Figura 2. Esquema de la celda de una sola cámara y montaje en el laboratorio.Figura 2. Esquema de la celda de una sola cámara y montaje en el laboratorio.
5. TIP Rev.Esp.Cienc.Quím.Biol.8 Vol. 14, No. 1
investigación generan energía eléctrica a partir de la
transformación del agua residual y no simplemente por una
reacción electroquímica. Para ello, se llevaron a cabo tres
cinéticascondiferentescondicionesdealimentación.Paracada
unadeellassemidióelvoltajegeneradoporalmenos18h(1100
min). Todas las pruebas se realizaron con una resistencia de
1000Ω.
En primer lugar, una celda virgen sin ánodo colonizado, fue
alimentadaconsalesmineralesenaguadesmineralizada(prueba
N). Para la segunda prueba, la celda se alimentó con agua
residual centrifugada (para eliminar la mayor parte de las
bacterias), acetato y nutrientes (Prueba N+AR). Finalmente, se
colonizó el ánodo por una semana y se determinó la cinética de
generación de voltaje agregando agua residual, acetato y
nutrientes (Prueba N+AR+B). Los resultados se presentan en
la Figura 5.
Se observó que para las tres condiciones hubo generación de
voltaje.Elmínimofueparaelcasodelaceldasinbacteriasysales
marcaShimadzu.Paralapreparacióndelasmuestrasparadicha
medición fue necesario llevarlas a un proceso de centrifugación
a3500rpmporuntiempode7min,unafiltraciónconpapelfiltro
de microfibra de vidrio (Whatman) y, posteriormente, la
acidificacióndelasmuestrasañadiéndoles35µldeHCl2M.Cada
prueba se realizó por triplicado.
Cálculos
El voltaje se midió en línea con un multímetro Minipa ET-2231
conectado a una tarjeta de adquisición de datos y almacenados
en una computadora. La corriente eléctrica (I) fue calculada en
relaciónalaresistencia(R)yelvoltaje(V)pormediodelaleyde
Ohm. La potencia generada (P) se obtuvo al multiplicar la
intensidad por el voltaje. Para poder hacer comparaciones con
otros trabajos, se calculó la densidad de potencia dividiendo P
entre el área superficial del ánodo. El pH fue utilizado para el
control del sistema.
RRRRRESULTADOSESULTADOSESULTADOSESULTADOSESULTADOS YYYYY DISCUSIÓNDISCUSIÓNDISCUSIÓNDISCUSIÓNDISCUSIÓN
Evaluación de la puesta en marcha de la celdaEvaluación de la puesta en marcha de la celdaEvaluación de la puesta en marcha de la celdaEvaluación de la puesta en marcha de la celdaEvaluación de la puesta en marcha de la celda
Figura 3. Producción de voltaje y remoción de materia orgánica enFigura 3. Producción de voltaje y remoción de materia orgánica enFigura 3. Producción de voltaje y remoción de materia orgánica enFigura 3. Producción de voltaje y remoción de materia orgánica enFigura 3. Producción de voltaje y remoción de materia orgánica en
función del tiempo para un ciclo típico de la celda H.función del tiempo para un ciclo típico de la celda H.función del tiempo para un ciclo típico de la celda H.función del tiempo para un ciclo típico de la celda H.función del tiempo para un ciclo típico de la celda H.
Figura 4. Variación del pH con la remoción de materia orgánica (DQOFigura 4. Variación del pH con la remoción de materia orgánica (DQOFigura 4. Variación del pH con la remoción de materia orgánica (DQOFigura 4. Variación del pH con la remoción de materia orgánica (DQOFigura 4. Variación del pH con la remoción de materia orgánica (DQO
y carbono orgánico total, CT).y carbono orgánico total, CT).y carbono orgánico total, CT).y carbono orgánico total, CT).y carbono orgánico total, CT).
LaceldatipoHfueoperadaportressemanas.Loselectrodos
se colonizaron paulatinamente. Después de una semana se
observó una biopelícula sobre el ánodo y la degradación
de materia orgánica se produjo en alrededor de 8 h. Se
encontró que se producía una correcta colonización del
ánodo aplicando una resistencia de 1000 Ω.
La concentración promedio de la DQO alimentada fue de
2268 mg/L y una COD inicial de 812 mg/L. Bajo estas
condiciones se encontró una eliminación de materia
orgánicadel80%en8hyconunvoltajemáximoproducido
de 462 mV (Figura 3). Se observó que la producción de
voltaje aumentó a medida que la materia orgánica fue
degradada, pasando por un máximo. La densidad de
potenciamáximafuede14mW/m2
,bajasisecomparacon
las reportadas por otros autores[3,9]
de hasta 500 mW/m2
.
Durante el arranque se observó la acidificación de la
cámara del ánodo. Una vez que el sistema se estabilizó, se
llevó a cabo una cinética con el seguimiento de este
parámetro.LaFigura4muestraqueamedidaquelamateria
orgánica se consume, el ánodo se acidifica, lo que en parte
explica la caída en la producción de voltaje ya observada.
Con estos resultados se concluyó que después de una
semana y con resistencia de 1000 Ω fue posible colonizar
adecuadamente el electrodo. Sin embargo, el principal
problema operacional fue la acidificación del ánodo que
trajo como consecuencia una baja en la producción de
energía. Este resultado nos llevó a la decisión de trabajar
con otro tipo de celda.
Evaluación del funcionamiento de las CCMEvaluación del funcionamiento de las CCMEvaluación del funcionamiento de las CCMEvaluación del funcionamiento de las CCMEvaluación del funcionamiento de las CCM
Serealizóunexperimentoparademostrarqueefectivamente
las celdas de combustible microbianas usadas en la
6. Buitrón, G. & Pérez, J.: Efecto de la distancia entre electrodos en celdas de combustible microbianas 9junio, 2011
mineralesyelmáximoseobtuvoenlaceldacolonizada.La
celdaqueconteníaexclusivamentesalesmineralesgeneró
un voltaje constante de alrededor de 50 mV. Este valor
puede ser considerado como una línea base y cuya
aportación es posible por las reacciones meramente
electroquímicas.
La cinética para la prueba N+AR tuvo dos
comportamientos. Primero el voltaje se incrementó de
maneraconstanteydespuésde600min,éstefueconstante.
Asíelvoltajepasóde40mVaalrededorde100mVen600
min. Es posible que este aumento en el voltaje haya sido
debido al crecimiento microbiano. Cabe recordar que el
agua residual fue centrifugada solamente. Al cabo de
estos primeros 600 min, las bacterias contenidas se
reprodujeron, contribuyendo a la generación de
electricidad. Se observó que la mayor producción de
voltaje fue obtenida cuando la celda funcionó con el
ánodo colonizado (Prueba N+AR+B). Se obtuvieron
alrededorde600mVdurante18h.Apartirdelosresultados
anteriores se evidenció que las bacterias realmente
contribuyen significativamente a la generación de
electricidad.
Evaluación de cinéticas de voltaje en lasEvaluación de cinéticas de voltaje en lasEvaluación de cinéticas de voltaje en lasEvaluación de cinéticas de voltaje en lasEvaluación de cinéticas de voltaje en las
celdas a diferentes distancias del electrodoceldas a diferentes distancias del electrodoceldas a diferentes distancias del electrodoceldas a diferentes distancias del electrodoceldas a diferentes distancias del electrodo
Se evaluó el voltaje generado por tres CCM bajo las
mismascondiciones,exceptoelvolumenquevarió(40,80
y 120 mL) y con ello la distancia entre electrodos, ya que
todas las celdas tenían la misma geometría. Para ello, el
ánodo de cada celda fue colonizado por, al menos, tres
semanasparacadacelda.Serealizaronlaspruebascinéticas
cuando la generación de voltaje fue constante en el
tiempo para cada lote. Cada cinética se realizó por
triplicado. La alimentación de las celdas fue con una
soluciónde100mg/Ldeacetatodesodioenaguaresidual.
Figura 5. Generación de voltaje bajo diferentes soluciones deFigura 5. Generación de voltaje bajo diferentes soluciones deFigura 5. Generación de voltaje bajo diferentes soluciones deFigura 5. Generación de voltaje bajo diferentes soluciones deFigura 5. Generación de voltaje bajo diferentes soluciones de
alimentación: (N) solución de minerales, (N+AR) solución dealimentación: (N) solución de minerales, (N+AR) solución dealimentación: (N) solución de minerales, (N+AR) solución dealimentación: (N) solución de minerales, (N+AR) solución dealimentación: (N) solución de minerales, (N+AR) solución de
minerales y agua residual, (N+AR+B) solución de nutrientes, bacteriasminerales y agua residual, (N+AR+B) solución de nutrientes, bacteriasminerales y agua residual, (N+AR+B) solución de nutrientes, bacteriasminerales y agua residual, (N+AR+B) solución de nutrientes, bacteriasminerales y agua residual, (N+AR+B) solución de nutrientes, bacterias
y agua residual.y agua residual.y agua residual.y agua residual.y agua residual.
Figura 6. Cinéticas de voltaje para las celdas de 40 mL (A), 80 mL (B)Figura 6. Cinéticas de voltaje para las celdas de 40 mL (A), 80 mL (B)Figura 6. Cinéticas de voltaje para las celdas de 40 mL (A), 80 mL (B)Figura 6. Cinéticas de voltaje para las celdas de 40 mL (A), 80 mL (B)Figura 6. Cinéticas de voltaje para las celdas de 40 mL (A), 80 mL (B)
y 120 mL (C). Para cada condición se presentan los triplicados. Sey 120 mL (C). Para cada condición se presentan los triplicados. Sey 120 mL (C). Para cada condición se presentan los triplicados. Sey 120 mL (C). Para cada condición se presentan los triplicados. Sey 120 mL (C). Para cada condición se presentan los triplicados. Se
utilizó una resistencia de 1000utilizó una resistencia de 1000utilizó una resistencia de 1000utilizó una resistencia de 1000utilizó una resistencia de 1000 ΩΩΩΩΩ.....
El pH se midió al principio y al final de cada cinética y se
mantuvo entre 7 y 8 en todos los casos.
La Figura 6 presenta los resultados obtenidos para cada
celda. Se puede observar que para el caso de las celdas de
40y80mLnoexistendiferenciassignificativasencuanto
alvoltajeobtenido,nialtiempoduranteelcualésteestuvo
ensumáximovalor.Sinembargo,alutilizarlaceldade120
mL, el voltaje obtenido fue mayor, así como el tiempo
durante el cual fue mantenido. Es decir, se generó voltaje
máximode540,530y760mVconunaduraciónde1390,1480
y 8540 min para las celdas de 40, 80 y 120 mL,
respectivamente.
Estudiospreliminareshandemostradoquelaalimentación
de celdas microbianas con agua residual es benéfica para
7. TIP Rev.Esp.Cienc.Quím.Biol.10 Vol. 14, No. 1
una colonización satisfactoria de bacterias generadoras de
electricidad y, como consecuencia a esto, la generación de
energía debido a la transferencia de electrones[7]
. Se piensa que
ladistanciaentreelectrodosenunaceldapuedeserunfactorque
interfieraenelcomportamientodelamisma,yaquelatransferencia
de electrones se puede ver afectada por dicha distancia. Los
estudios realizados mostraron que bajo las condiciones
empleadas, la cantidad de agua procesada fue más significativa
que la separación entre los electrodos, pues justamente la
diferenciaentrelosvolúmenesdelasceldasfueellargodeltubo.
Con los datos obtenidos por las cinéticas de las tres celdas se
calculó la intensidad de la corriente eléctrica, la potencia y la
densidad de potencia expresada tomando en cuenta el área
superficial del ánodo, en mW/m2
, y la potencia volumétrica,
tomando en consideración el volumen de la celda, en W/m3
. De
igual manera se calculó la potencia generada en el tiempo que
duró cada lote. Los resultados se encuentran agrupados en la
Tabla I.
separación de electrodos la celda tuvo un mayor tiempo de
funcionamiento.
Análisis de la degradación del sustrato en celdasAnálisis de la degradación del sustrato en celdasAnálisis de la degradación del sustrato en celdasAnálisis de la degradación del sustrato en celdasAnálisis de la degradación del sustrato en celdas
La Figura 7 muestra la cinética de la degradación del sustrato,
medido como carbono orgánico total (COT), para las tres CCM.
El promedio de la degradación del carbono de las celdas fue del
71%.Entodosloscasoslaremocióndelsustratofueacompañada
de generación de voltaje. Es interesante observar cómo el
máximo de voltaje se obtiene justo después de una rápida
disminucióndemateriaorgánica.Pasadaestaetapa,lavelocidad
de remoción de materia orgánica disminuye, al igual que la
generacióndeelectricidad.Paraelcasodelaceldade120mL,se
observa (Figura 7C) que esta primera etapa de rápida remoción
ocurre en 2000 min, mientras que para los otros dos casos
solamente dura 250 min. Es decir, una separación mayor de los
electrodos causa que la materia orgánica se degrade más
lentamente,aumentandoeltiempoduranteelcuallaceldagenera
electricidad.Losresultadosanterioressugierenqueesnecesario
mejorar el diseño de la celda, de tal modo que los electrodos no
se polaricen, pero a su vez que la densidad de potencia obtenida
poráreasuperficialsealamáxima.
CCCCCONCLUSIONESONCLUSIONESONCLUSIONESONCLUSIONESONCLUSIONES
Se evaluó la puesta en marcha de las celdas de combustible
microbianas y la influencia de la separación de los electrodos y
el volumen de la celda. A partir de los resultados es posible
concluirquefueposiblegenerarelectricidadpormediodeCCM
alimentadas con agua residual en lote.
La materia orgánica fue degradada simultáneamente durante la
produccióndeelectricidad.Seremovióhastael70%delcarbono
orgánico presente en el agua alimentada. Para el arranque de las
celdas fue necesario colonizar el ánodo por al menos tres
semanas. Se construyeron celdas de una sola cámara y sin
membrana de intercambio protónico. El aumento de distancia
entreloselectrodosnocausóunefectonegativoenlageneración
de electricidad, pues en la mayor separación (celda de 120 mL)
se alcanzó un voltaje máximo de 660 mV, mientras que para las
celdasde40mLy80fuede540mVy532mV,respectivamente.
La mayor densidad de potencia se obtuvo con la celda de mayor
volumen y separación entre electrodos (392 ± 5 mW/m2
). Sin
embargo, en relación con la potencia volumétrica, se observó
que a medida que aumenta la separación entre electrodos ésta
disminuye,obteniéndose4.5±0.06W/m3
paralaceldaconmayor
separación. La mayor potencia-h (77. 3 W-h) se produjo con la
celda de mayor separación entre electrodos. Lo anterior sugiere
quesedebeoptimizarlageometríadelacelda.Seestátrabajando
en un nuevo diseño.
AAAAAGRADECIMIENTOSGRADECIMIENTOSGRADECIMIENTOSGRADECIMIENTOSGRADECIMIENTOS
SeagradecealaDGAPA-UNAMporelapoyofinancieroatravés
del proyecto PAPIIT IN104710 para la realización de este
proyecto.
Separación
(volumen)
2.8cm(40mL)
5.5cm(80mL)
8.2cm(120mL)
mW/m2
265±7
271±5
392±5
W/m3
9.2±0.24
4.7±0.09
4.5±0.06
Tabla I. Efecto de la separación entre electrodos para las celdasTabla I. Efecto de la separación entre electrodos para las celdasTabla I. Efecto de la separación entre electrodos para las celdasTabla I. Efecto de la separación entre electrodos para las celdasTabla I. Efecto de la separación entre electrodos para las celdas
estudiadas.estudiadas.estudiadas.estudiadas.estudiadas.
W-h
08.5±0.22
09.3±0.17
77.3±0.99
Se puede observar que la mayor densidad de potencia se obtuvo
conlaceldade120mL.Noseencontróunadiferenciasignificativa
entrelasceldasde40y80mL.Loanteriorindicaqueelvolumen
de la celda no tiene una influencia sobre la densidad de potencia
obtenida. Los valores encontrados en este estudio son similares
alosreportadosenlaliteratura,porejemplo,paraunvolumende
celda de 30 mL se obtuvo una densidad de potencia de 261 mW/
m2
usando una resistencia menor de 200 Ω[10]
; con una celda de
70mLyusandolactatocomosustrato[11]
seobtuvounadensidad
de290mW/m2
.LiuyLogan[12]
,utilizaronunaceldade180mLcon
y sin membrana de intercambio de protones. La densidad de
potencia obtenida fue de 262 ± 10 y 494 ± 21 mW/m2
con y sin
membrana,respectivamente.
Alanalizarlapotenciavolumétricaesclaroqueladistanciaentre
electrodosafectadeunamanerasignificativa.Amayorseparación
de electrodos, menor es la potencia volumétrica obtenida. Esto
nos indica que el diseño deberá mejorarse para producir una
mayor potencia por unidad de volumen tratado. Es evidente que
al tratar más agua, se obtiene una mayor cantidad de energía-
hora,comoeselcasodelaceldade120mL.Esposibleque,apesar
de tener una menor potencia volumétrica, la polarización de los
electrodosocurreenmenorgradoenlaCCMdemayorvolumen.
De esta manera, se puede explicar el hecho de que a mayor
8. Buitrón, G. & Pérez, J.: Efecto de la distancia entre electrodos en celdas de combustible microbianas 11junio, 2011
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Figura 7. Cinéticas de remoción de carbono orgánico total (COT) y generación de voltaje para las tres CCM estudiadas.Figura 7. Cinéticas de remoción de carbono orgánico total (COT) y generación de voltaje para las tres CCM estudiadas.Figura 7. Cinéticas de remoción de carbono orgánico total (COT) y generación de voltaje para las tres CCM estudiadas.Figura 7. Cinéticas de remoción de carbono orgánico total (COT) y generación de voltaje para las tres CCM estudiadas.Figura 7. Cinéticas de remoción de carbono orgánico total (COT) y generación de voltaje para las tres CCM estudiadas.