Efecto de la resistencia externa y área superficial del electrodo de grafito en la biodegradación de la materia orgánica y generación de bioelectricidad en celdas de combustible microbiano / Effect of the external resistance and surface area of graphite electrode on biodegradation of organic matter and generation of bioelectricity in microbial fuel cells

Abstract

Las celdas de combustible microbiano (CCM) es una tecnología emergente para la generación de energía eléctrica a partir de materia biodegradable, teniendo como catalizador a los microorganismos. El objetivo fue evaluar la generación de bioelectricidad y remoción de la materia orgánica en las celdas de combustible microbiano (CCM) a partir del agua residual doméstica (ARD). Se operaron cinco CCM de doble cámara (anaerobia y aerobia) de tipo “H” a escala laboratorio de flujo batch, con volumen de 1 700 ml; las cámaras se conectaron a través de un puente salino (NCL y Agar Agar); se utilizaron electrodos de grafito (ánodo y cátodo) conectados por un cable de cobre como conductor eléctrico a una resistencia externa fija. Para evaluar la remoción de la materia orgánica, se trabajó con ARD de diferentes concentraciones de DQO y para el desempeño eléctrico se trabajó con tres áreas superficiales de electrodo y resistencias externas. Mediante ANOVA factorial y diseño factorial 22 al 95% nivel de confianza, la interacción de resistencia externa y área superficial del electrodo fueron significativas. La CCM2 destacó frente a las demás CCM al trabajar con resistencia de 50 Ω y área superficial de electrodo (AST-grafito) de 151 cm2, generando un voltaje promedio de 380 mV y 82.3% de eficiencia de remoción (DQO). Al trabajar con resistencias menores y mayor área superficial de electrodo en la CCM, se obtuvo una mayor generación de bioelectricidad y remoción de la materia orgánica a partir del agua residual doméstica (ARD), demostrando la viabilidad y sostenibilidad.

Keywords

• agua residual doméstica, bioelectricidad, celdas de combustible microbiana