Una celda de combustible biológico (BFC) o celda de combustible microbiana (MFC) es un tipo de celda de combustible que convierte la energía bioquímica en energía eléctrica. En el compartimento del ánodo, los microorganismos oxidan el combustible y el resultado son protones y electrones. En el compartimiento del cátodo, los iones se consumen y el subproducto es agua.
¿Qué sustancia química hay en una pila de combustible?
Una celda de combustible utiliza la energía química del hidrógeno u otros combustibles para producir electricidad de manera limpia y eficiente. Si el hidrógeno es el combustible, los únicos productos son electricidad, agua y calor.
¿Cómo funciona un MFC?
Al igual que una batería ordinaria, un MFC utiliza energía química para generar electricidad. Un MFC tiene dos electrodos en cámaras separadas. La cámara de ánodo que contiene la bacteria es anaeróbica. Las bacterias rompen esos enlaces para liberar los electrones.
¿Qué bacterias se utilizan en las pilas de combustible microbianas?
El mejor microorganismo para producir una corriente eléctrica es Sporomusa ovata, que es una bacteria Gram-negativa anaeróbica que convierte el hidrógeno y el dióxido de carbono en acetato por fermentación. En comparación con un electrodo de hidrógeno estándar, esta pila de combustible produce −400 mV.
¿Cuál es el proceso de la pila de combustible?
Una celda de combustible es un dispositivo que genera electricidad a través de una reacción electroquímica, no de combustión. En una celda de combustible, el hidrógeno y el oxígeno se combinan para generar electricidad, calor y agua. Una celda de combustible típica funciona haciendo pasar hidrógeno a través del ánodo de una celda de combustible y oxígeno a través del cátodo.
¿Cuál es la aplicación de la pila de combustible?
Las celdas de combustible se pueden usar para aplicaciones de energía portátiles, de respaldo, de transporte y estacionarias. Este artículo describe brevemente algunos de estos usos de las pilas de combustible. Las celdas de combustible portátiles son fuentes de energía portátiles, livianas y duraderas que prolongan la cantidad de tiempo que se puede usar un dispositivo sin recargar.
¿Qué es la tecnología de pilas de combustible?
Una pila de combustible es un dispositivo que genera electricidad mediante una reacción química. Un gran atractivo de las celdas de combustible es que generan electricidad con muy poca contaminación: gran parte del hidrógeno y el oxígeno utilizados para generar electricidad finalmente se combinan para formar un subproducto inofensivo, a saber, agua.
¿Las pilas de combustible microbianas son renovables?
Las celdas de combustible microbianas (MFC) son fuentes de energía limpias y renovables y generan energía limpia autosuficiente a través de la respiración celular. Los MFC no requieren energía externa para funcionar y no emiten ningún exceso de gases de efecto invernadero.
¿Cuánto cuesta una celda de combustible microbiana?
000 gpd es $70 por gpd de capacidad de tratamiento. Se estimó que el costo de capital de este sistema MFC de 200 L era de aproximadamente $58 por gpd de capacidad de tratamiento.
¿Cómo funciona una pila de combustible microbiana?
Las celdas de combustible microbianas funcionan al permitir que las bacterias hagan lo que mejor saben hacer, oxidar y reducir las moléculas orgánicas. Los microbios en el ánodo oxidan el combustible orgánico generando protones que pasan a través de la membrana al cátodo y electrones que pasan a través del ánodo a un circuito externo para generar una corriente.
¿Cuántos tipos de MFC hay?
Los MFC son de diferentes tipos; sin embargo, los diseños básicos utilizados en los laboratorios para sus aplicaciones incluyen MFC de doble cámara, MFC de cámara única, MFC de flujo ascendente y MFC apilado. Además, también se han utilizado algunos otros diseños para los estudios.
¿Qué tan eficientes son las celdas de combustible microbianas?
Las celdas de combustible microbianas (MFC) permitieron más del 99,9 % de eliminación de Fe (pH final de 7,7). La electrocoagulación con electrodos de Fe eliminó eficientemente el Fe (>94 %) después de 60 min. MFC es más eficiente que la electrocoagulación para tratar el drenaje de mina ácido rico en Fe.
¿Qué bacterias pueden producir electricidad?
Las enzimas de una bacteria llamada Geobacter sulfurreducens producen una señal que regula su capacidad para producir energía eléctrica a partir de los metales.
¿Cuáles son las ventajas y desventajas de las pilas de combustible?
Beneficios y desventajas
Alta eficiencia: cuando se utiliza la cogeneración, las celdas de combustible pueden alcanzar más del 80 % de eficiencia energética.
Buena confiabilidad: la calidad de la energía proporcionada no se degrada con el tiempo.
Ruido: ofrece una alternativa mucho más silenciosa y suave a la producción de energía convencional.
¿Cuáles son las ventajas de la pila de combustible?
Las celdas de combustible de hidrógeno son más limpias y más eficientes que los motores y plantas de energía tradicionales basados en combustión. El hidrógeno y las celdas de combustible también se pueden usar en aplicaciones móviles para impulsar vehículos y paquetes de energía móviles. Los beneficios de las pilas de combustible son: Reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero.
¿Cuáles son las desventajas de utilizar pilas de combustible de hidrógeno?
¿Cuáles son las desventajas de las pilas de combustible de hidrógeno?
Extracción de hidrógeno.
Se requiere inversión.
Costo de Materias Primas.
Asuntos reglamentarios.
Costo total.
Almacenamiento de hidrógeno.
Infraestructura.
Altamente inflamable.
¿Son caras las pilas de combustible microbianas?
Las celdas de combustible microbianas pueden ser bastante costosas de fabricar. Los electrodos suelen estar hechos de materiales rentables, pero el cátodo suele contener platino para acelerar las reacciones que crean la electricidad. Además, las celdas de combustible microbianas tienden a producir menos energía que los otros métodos de producción de bioenergía.
¿Cuánta energía puede producir una celda de combustible microbiana?
La densidad de potencia que normalmente puede generar un MFC es de 1 a 2000 mW m−24. Por lo tanto, el voltaje y la potencia de salida del MFC deben aumentarse para usos prácticos. Hasta ahora, varios MFC simplemente se conectaban en serie o en paralelo para superar el problema de bajo voltaje o potencia.
¿Qué es el tratamiento de aguas residuales con celdas de combustible microbianas?
Una celda de combustible microbiana es una tecnología verde, ecológica y de rápido crecimiento. Según esta tecnología, los microorganismos se emplean para convertir la energía química almacenada en la porción biodegradable de la materia orgánica en corriente eléctrica continua mediante el tratamiento simultáneo de las aguas residuales.
¿Cómo se fabrica el biocombustible líquido?
El biodiésel es un combustible líquido producido a partir de fuentes renovables, como aceites vegetales y grasas animales nuevos y usados, y es un sustituto de combustión más limpia del combustible diésel a base de petróleo. El biodiesel no es tóxico y es biodegradable y se produce combinando alcohol con aceite vegetal, grasa animal o grasa de cocina reciclada.
¿Es la pila de combustible el futuro?
En el futuro, las celdas de combustible podrían impulsar nuestros automóviles, y el hidrógeno reemplazaría el combustible de petróleo que se usa en la mayoría de los vehículos en la actualidad. Si se usa hidrógeno puro como combustible, las celdas de combustible emiten solo calor y agua como subproducto. Las celdas de combustible impulsadas por hidrógeno también son mucho más eficientes energéticamente que las tecnologías de combustión tradicionales.
¿Cuál es una desventaja de las pilas de combustible?
Desventajas de utilizar pilas de combustible en los coches Las pilas de combustible y los motores eléctricos son menos duraderos que los motores de gasolina y los motores diésel, por lo que no duran tanto. Las pilas de combustible son muy caras. algunos métodos para producir el combustible de hidrógeno liberan dióxido de carbono y otros contaminantes a la atmósfera.
¿Es viable la tecnología de pilas de combustible?
La celda de combustible utiliza la energía química del hidrógeno u otro combustible para producir electricidad. Los autos con celdas de combustible de hidrógeno son casi tan buenos como los autos eléctricos que funcionan con baterías, son eficientes y no tienen emisiones.
¿Quién usa la pila de combustible?
Las celdas de combustible se utilizan para energía primaria y de respaldo para edificios comerciales, industriales y residenciales y en áreas remotas o inaccesibles. También se utilizan para impulsar vehículos de pila de combustible, como carretillas elevadoras, automóviles, autobuses, barcos, motocicletas y submarinos.
¿Cuánto duran las pilas de combustible?
Las pilas de celdas de combustible están diseñadas para durar la vida útil del vehículo, entre 150 000 y 200 000 millas. Al final de su vida útil, la celda de combustible se desarmará y los materiales se reciclarán, de manera similar a lo que sucede con los componentes de los vehículos en la actualidad.