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Selezione dei materiali nelle Fuel Cells Microbiche

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Selezione dei materiali nelle Fuel Cells Microbiche

Le Celle Microbiche (MFC) permettono la produzione di energia elettrica utilizzando come combustibile la sostanza organica e come comburente l’ossigeno. Questa tecnologia è nata negli ultimi dieci anni. Le componenti costruttive delle celle derivano dalle più famose Fuel Cells operanti a basse temperature (Direct Methanol Fuel Cells, Polymer Electrolyte Fuel Cells). Il loro sviluppo è per ora limitato all’ambito di laboratorio, anche se esistono in letteratura alcuni tentativi di scale-up del processo [1]. La limitazione nella scelta dei materiali costituenti la cella è evidente soprattutto per gli elettrodi [2] e per il tipo di membrana ionoselettiva utilizzata per la separazione degli scomparti anodico e catodico [3]. Infatti, la crescita batterica può provocare biofouling e il metabolismo microbico è la principale causa della corrosione indotta da microbi (Microbial Induced Corrosion MIC [4]). In questo ambito sono descritti tutti i componenti delle celle microbiche. L’analisi dei dati di letteratura costituisce la prima fase per la produzione di MFC in un ottica di scale-up di tale tecnologia. La valutazione non è limitata a materiali e metodi, ma intende dare un ordine cronologico alle diverse tipologie di MFC, delineando le numerose innovazioni tecnologiche indotte dalla scoperta e dalla delucidazione dei fenomeni microbiologici [5]. Dalla scoperta della corrosione microbiologica fino al riconoscimento della bioelettrocatalisi e della formazione dei biocatodi [6], le MFC hanno subìto diverse evoluzioni. MFC sono sensori elettrochimici per la colonizzazione batterica di circuiti di raffreddamento industriale. MFC, in presenza di luce o tramite sovrapolarizzazione catodica, producono idrogeno [7]. MFC possono attuare la metanogenesi oppure la riduzione di anidride carbonica. MFC sono utilizzate per l’eliminazione di metalli pesanti dal suolo o dalle acque o per l’abbattimento di nitrati, nitriti o solfati.La presentazione dei diversi materiali evidenzia pregi e difetti, mettendo in luce le semplificazioni costruttive che possono essere adottate grazie all’estrema versatilità dovuta alla presenza delle colonie batteriche.

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