Evaluación de grafeno y magnetita como membranas de intercambio de electrones en celdas de combustible microbianas. - Pérez Bravo, Miguel Ángel (2019)
Este trabajo tiene como objetivo evaluar grafeno y magnetita como membranas de intercambio de electrones en Celdas de Combustible Microbianas (CCMs) para mejorar la estabilidad de voltaje y eficiencia en la generación de bioelectricidad, se utilizó como inóculo suelo de páramo alto andino del Cantón Colta, mediante un sistema de tres conglomerados para obtener una muestra compuesta, en esta fueron analizadas sus características físico-químicas. El sustrato empleado una mezcla 50:50 de frutas (naranja: Citrus sinensis, banano: Musa acuminata L. y manzana: Pyrus malus L.) y vegetales (arveja: Pisum sativum L., haba: Vicia faba L., zapallo: Cucurbita máxima Duchesne), del cual se analizó Carbono, Nitrógeno, Hidrógeno y Azufre (CNHS); la membrana de grafeno se obtuvo mediante exfoliación directa de óxido de grafito, previamente tratado en baño ultrasónico, sobre un tejido de fibra de carbono, simultáneamente la magnetita se sintetizó a partir de cloruro férrico y cloruro ferroso. El voltaje generado por las CCMs fue monitoreado durante quince días consecutivos, posteriormente se estimó la eficiencia de los materiales usados como membranas a través de una comparación de densidad de potencia y la degradación de CHNS. El voltaje promedio obtenido por celdas con grafeno fue 131mV, su densidad de potencia de 9,17mW/m2 y una degradación del sustrato de 8.60% (N), 35.29% (C), 24.49% (H) y 12,16% (S), mientras que celdas con magnetita consiguieron una degradación de 6.44% (N), 24.05% (C), 19.02% (H) y 11,35% (S) , un voltaje de 14mV y una densidad de potencia de 0,22 mW/m2, por lo que con un nivel de confianza del 95% y suficiente evidencia estadística la membrana de grafeno tiene mayor rendimiento con una densidad de potencia 42 veces mayor en relación a la magnetita, para nuevas investigaciones es recomendable evaluar otras combinaciones de materiales los cuales beneficien la aplicabilidad de las CCMs a gran escala.