Evaluación de electrodos de carbón activado como ánodos de una celda de combustible microbiana usando Shewanella Putrefaciens

Resumen

En este trabajo se evaluaron tres tipos de carbones activados como electrodos en la cámara anódica de una celda de combustible microbiana (MFC) de dos cámaras. Se utilizó un cultivo de Shewanella putrefaciens puro debido a sus características gran-negativa. En la cámara catódica se utilizó un electrodo de platino y Nafion® 117 como membrana de intercambio de protones para separar las dos cámaras. Los carbones activados seleccionados presentaron diferentes precursores (cisco de café, carbón comercial, y carbón mineral), con diferentes morfologías y propiedades porosas y superficiales. A partir de las mediciones de voltaje y corriente se encontró que los valores de potencia de la celda variaron entre 0.008 mW y 0.045 mW. El electrodo preparado utilizando carbón activado a partir de cisco de café (Q) presentó el mejor comportamiento electroquímico y valores de potencia más altos; este carbón se obtuvo a partir de la activación de cisco de café con H₃PO₄ a 450 °C. La morfología macroscópica de este carbón activado permitió una mejor migración del medio de cultivo acuoso hacia los macroporos y posteriormente mesoporos que mejoran la mojabilidad de la superficie. Las microfotografías SEM mostraron una mejor formación de la biopelícula, filamentos más largos de la bacteria y la formación de microlechos en el bio-ánodo Q, que favoreció la interacción con el microorganismo, facilitando su metabolismo y la transferencia extracelular de electrones. Por tal motivo, el carbón activado a partir de cisco de café podría ser considerado como un material prometedor para su implementación como electrodos en celdas de combustible microbiana.