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Nuevo dispositivo que utiliza solo luz solar, aguas negras y bacterias para generar hidrogeno

Científicos de la Universidad de California, Santa Cruz han desarrollado un dispositivo capaz de producir gas hidrógeno utilizando solo la luz del sol, aguas residuales y bacterias. Un avance que podría proporcionar una fuente de energía sostenible además de ofrecer una medio para el tratamiento de aguas negras.

El dispositivo híbrido combina una célula de combustible microbiana (MFC) y un tipo de célula solar llamada célula fotoelectroquímica (PEC). En el componente de MFC, las bacterias degradan la materia orgánica en las aguas residuales con la consecuente generación de electricidad en el proceso. La electricidad generada biológicamente es entregada al componente PEC para ayudar energía solar a realizar una electrolisis que genere hidrógeno y oxígeno.

“Ya sea un PEC o dispositivo de MFC se pueden usar solos para producir gas de hidrógeno. Ambos, sin embargo, requieren de un pequeño voltaje adicional, un sesgo externo para superar la barrera de energía termodinámica para la reducción de protones en gas hidrógeno”, dijo la Dra. Yi Li, responsable de la investigación.

En comparación con otros métodos, este dispositivo híbrido de energía solar microbiana es autosustentable, debido a que la energía combinada de la materia orgánica (cosechado por el MFC) y la luz solar (capturado por el PEC) es suficiente para conducir la electrólisis del agua.

PEC-MFC

“Las únicas fuentes de energía son las aguas residuales y la luz solar, por lo que la demostración con éxito, proporciona una nueva solución que puede abordar simultáneamente la necesidad de tratamiento de aguas residuales y la creciente demanda de energía limpia”, agrego.

Las células de combustible microbianas se basan en bacterias inusuales, conocidas como bacterias electrógenos, que son capaces de generar electricidad mediante la transferencia de electrones metabólicamente generados a través de sus membranas celulares a un electrodo externo.

El agua residual por su parte contiene ricos nutrientes orgánicos que cuando las cepas de bacterias electrógenas se alimentan con ellas más el sistema PEC muestran una producción continua de gas hidrógeno a una tasa promedio de 0.05 metros cúbicos por día, al mismo tiempo que las aguas residuales, negras y  turbias se hacen más claras, refieren los científicos.

Los investigadores se muestran optimistas sobre el potencial comercial de su invención. Actualmente se está planeando ampliar el pequeño aparato de laboratorio para hacer un prototipo de 40 litros alimentado continuamente con las aguas residuales. Si los resultados del prototipo de 40 litros son prometedores, se pondrá a prueba el dispositivo en una planta de tratamiento de aguas residuales municipales.

Referencia: ACS

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