Integración de la tecnología de pilas de combustible microbianas cerámicas mejoradas con biomembranas basadas en líquidos iónicos para la transformación de sustratos no convencionales en bioenergía.
Se pretende diseñar pilas de combustible microbianas (MFCs) cerámicas mejoradas para la conversión de sustratos no convencionales en bioenergía mediante la integración de biomembranas basadas en líquidos iónicos. Dos objetivos principales se proponen:
- Síntesis de nuevos cátodos y la modificación de la superficie de la membrana cerámica para mejorar su contacto y por lo tanto el rendimiento del sistema.
- Integración de la tecnología de líquidos iónicos para inmovilizar distintos tipos de enzimas en membranas poliméricas de inclusión (PIMs) que puedan ser acopladas a la MFC como pretratamiento para sustratos no convencionales, y que éstos puedan ser usados como fuente de carbono en estos dispositivos bioelectroquímicos.
Las MFC cerámicas cilíndricas son sistemas sencillos y eficientes. Su geometría simplifica la configuración y además, favorece la generación de subproductos (catolito) que pueden ser explotados posteriormente. Sin embargo, su rendimiento unitario podría mejorarse mediante la incorporación de nuevos cátodos basados en hierro, níquel, manganeso, etc, combinados con partículas inertes como arcilla o sílice que incrementen la superficie efectiva del electrodo. En cuanto a la membrana cerámica, se pretende modificar su superficie mediante tratamientos químicos, mecánicos o térmicos para mejorar su adhesión al cátodo.
Por otro lado, uno de los potenciales más importantes de las MFCs es el aprovechamiento de distintos tipos de residuos para producir bioenergía. Hasta ahora, se han utilizado principalmente aguas residuales domésticas o industriales. Sin embargo, residuos oleosos, tanto usados como no comestibles, o sustratos tan abundantes en la naturaleza como la lignina o la celulosa aún no han sido estudiados, debido a la dificultad de los microorganismos presentes en el agua residual para degradar de forma natural este tipo de materiales. Así, una vez optimizado el funcionamiento del sistema mediante el uso de nuevos cátodos, en esta memoria se propone el uso que PIMs basadas en líquidos iónicos para inmovilizar distintos tipos de enzimas (lipasas, lacasas, celulasas, etc) para pretratar residuos no convencionales y que puedan ser usados como fuente de carbono en MFC cerámicas. Esta es la primera vez que se propone tanto la síntesis de este tipo de biomembranas como su integración en MFC cerámicas.