Desempeño de una celda de combustible microbiano convencional de cátodo abierto usando aguas residuales de la agroindustria del café como sustrato
Las celdas de combustible microbianas (MFC), son alternativas para la generación de energía eléctrica, a partir de la degradación de materia orgánica, mediante el metabolismo de varios microorganismos. En este estudio, se empleó una MFC de cátodo abierto convencional; usando residuos de la agroindus...
- Autores:
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Arguello Gomez, Andres Felipe
Bonilla Usuga Anny Yulieth
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2024
- Institución:
- Universidad de Antioquia
- Repositorio:
- Repositorio UdeA
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- Acceso en línea:
- https://hdl.handle.net/10495/47285
- Palabra clave:
- Energía eléctrica - Producción
Electric power production
Aguas residuales
Sewage
Celda de combustible microbiana
Residuos agroindustriales
Catodo abierto
ODS 7: Energía asequible y no contaminante. Garantizar el acceso a una energía asequible, fiable, sostenible y moderna para todos
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Las celdas de combustible microbianas (MFC), son alternativas para la generación de energía eléctrica, a partir de la degradación de materia orgánica, mediante el metabolismo de varios microorganismos. En este estudio, se empleó una MFC de cátodo abierto convencional; usando residuos de la agroindustria del café como sustrato. Para evaluar el potencial bioelectroquímico del sistema, se propuso un diseño factorial 22 en el cual, los factores a evaluar son: el estado de adaptabilidad del inóculo (niveles: maduro y no maduro) y la adición de NaCl (niveles: 0 M y 0.3M). Las MFC operaron durante 21 días en circuito abierto (OC) y 21 días adicionales en circuito cerrado (CC); durante ese periodo se realizó un monitoreo del voltaje, la corriente y la demanda química de oxígeno (DQO) para determinar el potencial electroquímico de las celdas. Durante la experimentación, se registraron voltajes entre 281– 655 mV, corriente entre 0.102 - 60.63 µA, consumo de materia orgánica total entre 49166–88166 mg O2/L y densidades de corriente entre 0.076-7.875 mA·m−2; con una confianza del 95% y un α =0.05. Se determinó que los efectos de ambos factores son significativos sobre las variables de respuesta (Densidad de corriente y degradación de la materia orgánica), siendo el tratamiento con 0.3M NaCl e inóculo maduro el que mejores resultados obtuvo. La investigación, demostró que la capacidad de reducción de materia orgánica y cogeneración de energía son características deseables para las agro empresas cafeteras de Colombia, ya que es una alternativa sostenible para la disposición de estos residuos. |
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Para evaluar el potencial bioelectroquímico del sistema, se propuso un diseño factorial 22 en el cual, los factores a evaluar son: el estado de adaptabilidad del inóculo (niveles: maduro y no maduro) y la adición de NaCl (niveles: 0 M y 0.3M). Las MFC operaron durante 21 días en circuito abierto (OC) y 21 días adicionales en circuito cerrado (CC); durante ese periodo se realizó un monitoreo del voltaje, la corriente y la demanda química de oxígeno (DQO) para determinar el potencial electroquímico de las celdas. Durante la experimentación, se registraron voltajes entre 281– 655 mV, corriente entre 0.102 - 60.63 µA, consumo de materia orgánica total entre 49166–88166 mg O2/L y densidades de corriente entre 0.076-7.875 mA·m−2; con una confianza del 95% y un α =0.05. Se determinó que los efectos de ambos factores son significativos sobre las variables de respuesta (Densidad de corriente y degradación de la materia orgánica), siendo el tratamiento con 0.3M NaCl e inóculo maduro el que mejores resultados obtuvo. La investigación, demostró que la capacidad de reducción de materia orgánica y cogeneración de energía son características deseables para las agro empresas cafeteras de Colombia, ya que es una alternativa sostenible para la disposición de estos residuos.Microbial fuel cells (MFCs) are alternatives for generating electrical energy through the degradation of organic matter via the metabolism of various microorganisms. In this study, a conventional open-cathode MFC was used, employing coffee agroindustrial waste as substrate. To assess the system’s bioelectrochemical potential, a 2² factorial design was proposed, where the evaluated factors were: the adaptability state of the inoculum (levels: mature and non-mature) and the addition of NaCl (levels: 0 M and 0.3 M). The MFCs operated for 21 days under open circuit (OC) conditions and an additional 21 days under closed circuit (CC); during this period, voltage, current, and chemical oxygen demand (COD) were monitored to determine the electrochemical performance of the cells. During experimentation, voltages ranged between 281–655 mV, currents between 0.102–60.63 µA, total organic matter consumption between 49,166–88,166 mg O₂/L, and current densities between 0.076–7.875 mA·m⁻²; with a 95% confidence level and α = 0.05. It was determined that both factors had significant effects on the response variables (current density and organic matter degradation), with the treatment involving 0.3 M NaCl and mature inoculum yielding the best results. The research demonstrated that the capacity for organic matter reduction and energy cogeneration are desirable traits for Colombian coffee agroindustries, offering a sustainable alternative for waste disposal.COL0066991PregradoMicrobiólogo Industrial y Ambiental22 páginasapplication/pdfspaUniversidad de AntioquiaMicrobiología Industrial y AmbientalDepartamento de Microbiología y ParasitologíaMedellín, ColombiaEscuela de MicrobiologíaCampus Medellín - Ciudad Universitariahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessAttribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 Internationalhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Desempeño de una celda de combustible microbiano convencional de cátodo abierto usando aguas residuales de la agroindustria del café como sustratoTrabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPTexthttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcceinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisinfo:eu-repo/semantics/draftBorole, A. 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