Flujo a través de electrodos porosos para optimizar la producción microbiológica de corriente eléctrica a partir de orina

MARIANO PRUDENTE; DIEGO MASSAZZA; NICOLÁS A. RODRÍGUEZ; HERNÁN ROMEO

Congreso; IV Jornadas de Jóvenes Nanobiotecnólogos; 2022

Las celdas de combustible microbianas (MFCs) son dispositivos electroquímicos que utilizan la maquinaria metabólica de bacterias (denominadas bacterias electro-activas) para transformar la energía química de compuestos orgánicos en energía eléctrica, utilizando para esto a los microorganismos como catalizadores biológicos. En los últimos 10 años ha crecido el estudio de la utilización de orina humana como fuente de materia orgánica para alimentar las MFCs, debido a su alta disponibilidad y composición química particular, lo que permite producir corriente eléctrica para aplicaciones prácticas a partir de un desecho corporal. Estos estudios se han centrado principalmente en optimizar el funcionamiento de las celdas, desarrollando para esto interfaces bio-electroquímicas (bacterias electro-activas/electrodo colector de corriente) cada vez más eficientes en el proceso de recuperación de carga eléctrica.En el presente trabajo se describirá el desarrollo de electrodos porosos de Ti4O7 con porosidad anisotrópica (en forma de canales alineados axialmente) conteniendo en su interior bacterias  electro-activas. Asimismo, se discutirá la utilización de estos dispositivos bio-híbridos como ́reactores ́ para producir corriente eléctrica a partir de orina humana. La arquitectura porosa de los sistemas híbridos desarrollados permitió su alimentación con orina bajo una modalidad de flujo continuo a través. La modulación del tamaño de poro y de los parámetros operacionales de flujo fueron optimizados mediante la metodología de la superficie de respuesta (RSM), permitiendo obtener valores de densidad volumétrica de corriente eléctrica (5.3 kA/m3) ampliamente superiores a los publicados a la fecha.