Tecnología de la bio-remediación de efluentes y producción simultánea de H2 como vector de energía

MARÍA B. PRADOS; MAURICIO SICA; DANIEL PASQUEVICH

Cordoba

Congreso; HYFUSEN -Hidrógeno y Fuentes Sustentables de Energía; 2013

Instituto de Energía y Desarrollo Sustentable (IEDS) - CNEA

La producción biológica de hidrógeno a partir de fuentes renovables constituye una estrategia conforme con las politicas y necesidades actuales de desarrollo sustentable. Los microorganismos ofrecen una variedad de formas de generar hidrógeno. La mayoría de ellas, tiene la gran ventaja de utilizar aguas residuales como fuente de energía, lo que produce el saneamiento de las mismas. En este proyecto se propone contribuir al desarrollo de las "tecnologías electroquímicas microbianas (MET, por su sigla en ingles)" aplicadas a la producción de hidrógeno. Las METs surgieron gracias a la capacidad de ciertos microorganismos de oxidar compuestos orgánicos y transferir los electrones a un aceptor extra-celular, resultando un electrodo polarizado un posible aceptor. Estos microorganismos son conocidos como "electrogénicos". En el caso de la MET conocida como "celda de combustible microbiana (MFC)", los microorganismos crecen en contacto con el ánodo y la corriente eléctrica generada por ellos fluye hacia el cátodo, donde los protones se combinan con electrones y oxígeno para formar agua. La reacción es termodinámicamente favorable y el voltaje generado es aproximadamente 0,5V. Las "celdas de electrólisis microbianas (MEC)" son MFC modificadas, donde en condiciones anóxicas en el cátodo es posible producir hidrógeno por reducción de protones. Esta reacción requiere la adición de una pequeña corriente eléctrica (un mínimo de 0,14V), que puede provenir de cualquier fuente sustentable, incluída una MFC. Las METs constituyen un enfoque prometedor para capturar y almacenar la energía de diversos efluentes. Estas tecnologías han demostrado su competitividad en el tratamiento de aguas residuales, alcanzando niveles comparables a los métodos tradicionales. Hasta ahora, se han conseguido eficiencias de hasta 1000A/m3 de volumen de reactor y una producción de H2 de aproximadamente 1 m3/m3/día empleando METs a escala de laboratorio; utilizando tanto sustratos puros como diversos efluentes. Los esfuerzos actuales están dirigidos a convertir estas tecnologías en aplicaciones prácticas, llevándolas a escalas mayores. Este es el objetivo de este trabajo. Nuestros esfuerzos se centrarán principalmente en mejorar la eficiencia de los microorganismos; adaptando los cultivos y electrodos en función de la composición del efluente a tratar.