El objetivo del presente proyecto es el desarrollo de nuevos procesos sostenibles enmarcados en el concepto de biorrefinería para la remediación de la contaminación mediante la depuración de aguas residuales y la captura de dióxido de carbono, concomitante a la producción de compuestos bioactivos y energía. Se pretende desarrollar un nuevo concepto de biorrefinería que integre los resultados previos alcanzados por el grupo de investigación junto con nuevos desarrollos tecnológicos, que permitan avanzar en el estudio e implantación de nuevos procesos industriales donde no sólo se aproveche de forma integral los recursos naturales sino también los desechos industriales. El objetivo es revertir el impacto del proceso industrial, es decir, no sólo que el impacto sea el mínimo, sino que en su conjunto sea beneficioso.

Específicamente, se va a desarrollar un sistema integrado de pilas de combustible de doble cámara (cámara anódica y cámara catódica). En la cámara anódica se llevará a cabo la oxidación de la materia orgánica contenida en las aguas residuales, generando protones y electrones. Los electrones circulan hacia el cátodo por un circuito externo donde se combinan con los protones, que proceden del ánodo atravesando el separador, y con oxígeno para formar agua. Así se cierra el circuito y se genera una corriente eléctrica. En oxígeno necesario en la cámara catódica será generado por las microalgas cultivadas en esta misma cámara. El crecimiento de las microalgas en la cámara catódica se verá favorecida por la inyección de CO2 procedente de la cámara anódica. También puede ser suplementado con CO2 procedente de otro proceso industrial.

La biomasa algal generada en la cámara catódica será la fuente de compuestos bioactivos extraídos mediante el uso de líquidos iónicos, fluidos supercríticos y disolventes fluorocarbonados. La combinación de la tecnología de pilas de combustible microbianas con el proceso de captación de dióxido de carbono empleando microalgas junto con la obtención de compuestos bioactivos es un concepto de refinería completamente novedoso que no ha sido descrito hasta el momento en la bibliografía.

Retos propuestos

1. Desarrollo de nuevos catalizadores que permitan la reducción oxígeno en el compartimento catódico y sean biocompatibles con el crecimiento de microalgas en el mismo.
2. Integración de MICROALGAS en el compartimento catódico de las pilas de combustible microbianas como sistema de autogeneración de O2 necesario en la semirreacción catódica con FIJACIÓN SIMULTÁNEA DE CO2 y PRODUCCIÓN DE BIOMASA ALGAL.
3. Empleo de la biomasa algal generada en la pila de combustible para PRODUCCIÓN DE BIOACTIVOS mediante extracción con (i) LÍQUIDOS IÓNICOS, (ii) DIÓXIDO DE CARBONO SUPERCRÍTICO Y (iii) DISOLVENTES FLUOROCARBONADOS.