Bio-Cell Fuels

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Bio-Cell Fuels

• Christina M. Díaz López
• 842-04-2088
• BIOL-4315-001

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Qué son Bio-Cell Fuels?

• Las denominadas Bio- Cell Fuels" utilizan
  bacterias para extraer electrones de un
  combustible orgánico, como pueden ser
  carbohidratos o proteínas o residuos en bruto, y
  conducirlos por un circuito eléctrico.
• Estos sistemas buscan producir hidrógeno
  directamente. Los microorganismos empleados son
  bacterias comunes encontradas en el suelo y en
  las aguas residuales.
• Estas bacterias, llamadas exoelectrógenas, rompen
  las moléculas de ácido acético, producidas por la
  celulosa, glucosa o cualquier otra materia
  fermentada, provocando así una electrólisis
  microbiana que crea el hidrógeno dentro de una
  pila.

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Cómo funcionan?

• En dispositivo se sitúan las bacterias en una de
  las cámaras de un recipiente que consta de dos
  cámaras separadas por una membrana, y en la que
  se ha vertido una disolución acuosa del compuesto
  orgánico en cuestión.
• Los microorganismos situados en el electrodo
  positivo de esa cámara rompen las moléculas
  orgánicas (por ejemplo el ácido acético del
  vinagre) produciendo protones y electrones.
• Los protones se difunden hacia el electrodo
  negativo de la segunda cámara a través de la
  membrana, mientras que los electrones viajan por
  fuera a través un cable de un electrodo a otro
  ayudados por una fuente de voltaje externa.
• Una vez se recombinan en la segunda cámara se
  desprende el hidrógeno gaseoso de la misma.

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(No Transcript)
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Cómo funcionan?

• Las células de combustible microbianas funcionan
  a través de la acción de bacterias que pueden
  pasar electrones y protones al cátodo de la
  célula. Los protones pasan a través de la
  membrana hacia el cátodo. Mientras que los
  electrones fluyen desde el ánodo a través de un
  cable al cátodo, produciendo una corriente
  eléctrica. En el proceso, las bacterias consumen
  la materia orgánica de las aguas residuales y
  limpian el agua.

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Rendimiento de la electrolisis

• En experimentos realizados se ha logrado que el
  rendimiento conseguido en esta electrolisis,
  mediada por microbios, para extraer el hidrógeno,
  sea muy alto. Para el vinagre se obtuvo un
  rendimiento del 91 y para la celulosa del 68.
  Casi todo el hidrógeno disponible en las
  moléculas orgánicas puede ser extraído en forma
  gaseosa y utilizable.
• Este hallazgo podría abrir las puertas a la
  producción de hidrógeno a partir de biomasa a
  escala industrial. En teoría se podría utilizar
  celulosa vegetal producida por plantas de alto
  rendimiento (hierbas de crecimiento rápido) para
  así obtener hidrógeno.
• La electricidad aplicada al sistema no es muy
  grande y el hidrógeno producido rinde más energía
  que la consumida en el proceso. En el caso de
  utilizar vinagre la eficiencia total es del 80,
  mucho más alta que en los procesos de obtención
  de biocombustibles como etanol o biodiesel.

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Usos del hidrógeno

• La energía desprendida en la combustión de un
  motor que funcione a base de hidrógeno es casi
  tres veces más alta que la producida por un motor
  a bencina, y no produce contaminación, esto
  debido a que el subproducto generado es agua, y
  es esta la razón por la cual la NASA, emplea el
  hidrógeno líquido como combustible de sus cohetes
  desde la década del setenta.
• Lo atractivo del hidrógeno resulta de su
  abundancia natural y capacidad de almacenar y
  soltar energía sin causar contaminación al medio
  ambiente. Aproximadamente 95 por ciento del
  hidrógeno estadounidense viene del petróleo o de
  gas natural por un proceso conocido como la
  reformación de vapor.
• Con este sistema han conseguido alimentar un
  reloj digital, lo que significa que podría ser
  una alternativa ecológica a las baterías normales
  para todo tipo de dispositivos portátiles, ya que
  sólo necesitan hidrógeno y oxígeno para producir
  electricidad, generando agua como desecho.

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Beneficios de los Bio-Cell Fuels

• Este sistema se podría utilizar cualquier tipo de
  desperdicio orgánico para producir hidrógeno.
• Además podría ayudar a hacer el hidrógeno una
  fuente de energía viable, ya que usa un sistema
  de producción que funciona con material orgánico
  de deshecho.
• Son conductores eléctricos muy baratos de
  confeccionar y suministran una gran área
  superficial para adherir la biopelícula
  bacteriana.
• Bruce Logan, uno de los padres del
  descubrimiento, asegura que estas pilas son muy
  fáciles de hacer, que la disponibilidad de las
  bacterias es total y por eso hasta se podrían
  construir en casa, teóricamente, pero resultaría
  mucho más rentable si se fabricaran a escala
  comercial.

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Beneficios de los Bio-Cell Fuels

• Un beneficio adicional de la célula de
  combustible microbiana es que, mientras genera
  electricidad, limpia las aguas residuales, algo
  que normalmente requiere del consumo de energía.

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Desventajas

• El hidrógeno se presenta como una fuente
  virtualmente ilimitada de energía limpia, aunque
  los beneficios económicos hasta ahora son
  mínimos, ya que se obtiene mediante gas natural y
  con procesos que liberan dióxido de carbono.
• El dióxido de carbono es uno de los gases de
  efecto invernadero que contribuye a que la Tierra
  tenga una temperatura habitable, siempre y cuando
  se mantenga dentro de un rango determinado. Sin
  dióxido de carbono, la Tierra sería un bloque de
  hielo. Por otro lado, un exceso de dióxido de
  carbono acentúa el fenómeno conocido como efecto
  invernadero, reduciendo la emisión de calor al
  espacio y provocando un mayor calentamiento del
  planeta.
• En los últimos años la cantidad de dióxido de
  carbono ha aumentado mucho y eso contribuye al
  calentamiento global del clima planetario.

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BIOCOMBUSTIBLE A PARTIR DE CHOCOLATE

• Los microorganismos utilizan diversos elementos
  para alimentarse, por lo que el combustible de
  estas "baterías biológicas" podría ser muy
  variado.
• Científicos de la Universidad de Birmingham
  (Reino Unido) han desarrollado una célula de
  combustible a partir de una bacteria que consume
  el azúcar del chocolate y el turrón produciendo
  hidrógeno.
• Los investigadores han aprovechado este gas para
  alimentar la célula de combustible, que genera
  suficiente electricidad para mover un pequeño
  ventilador. Este proceso podría aprovecharse
  además para limpiar por ejemplo los desechos de
  las fábricas de chocolate, reconvirtiéndolos en
  electricidad.
• Por su parte, investigadores de la Universidad
  inglesa de Oxford han creado una célula de
  combustible de hidrógeno que utiliza enzimas,
  biomoléculas capaces de acelerar una reacción
  química, en vez de los caros metales que se
  utilizan normalmente en este sistema.

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Referencias

• http//www.eleconomista.es/mercados-cotizaciones/n
  oticias/52730/08/06/RSC-Determinados-organismos-co
  nvierten-residuos-en-electricidad-surgiendo-una-nu
  eva-fuente-de-energia-ecologica.html
• http//www.ecoperiodico.com/destacados/20071114/nu
  eva-fuente-de-hidrogeno-las-bacterias
• http//www.solociencia.com/ingenieria/07050704.htm
  
• http//es.wikipedia.org/wiki/AnhC3ADdrido_carbC
  3B3nico
• http//www.atinabiotec.cl/content/view/35175/EL_HI
  DROGENO_COMO_ENERGIA_DEL_FUTURO.html
• http//neofronteras.com/?p1030