Cambios químicos en una celda microbiana generadora de electricidad a partir de tiosulfato

Abstract

El presente trabajo de investigación está orientado al uso de celdas de combustible microbianas con sustrato inorgánico, medio tiosulfato de sodio a pH 3.5 y condiciones anaeróbicas usando cepas acidófilas de la especie Acidithiobacillus ferrooxidans en el ánodo como catalizador para la producción de energía eléctrica. En el cátodo se empleó dos soluciones: sulfato férrico o sulfato de cobre pentahidratado, independiente en celdas separadas. El objetivo fue evaluar los cambios químicos en una celda microbiana generadora de electricidad a partir de tiosulfato. Para esto se estandarizaron técnicas analíticas cuantitativas para tiosulfatos, sulfatos, sulfitos, azufre elemental, cobre (II), hierro (II) y hierro total. Adicional a esto se estandarizaron las técnicas en medio tiosulfato con bacterias y control. Los resultados cualitativos y cuantitativos en la cámara anódica revelaron que tanto en la CCM 1, CCM 2, CCM 3 y sus respectivos controles hubo presencia de iones sulfatos, azufre elemental; sin embargo, en la CCM 2 se generó 10.37 g/l de azufre elemental a diferencia de la CCC 2 (3.45 g/l). En la cámara catódica cuando se empleó solución férrica (CCM 1 y CCM 3) se determinó iones ferroso y férrico sin mostrarse diferencia alguna con respecto a sus controles. En cuanto a sulfatos se determinó que en la CCM 1 (4.28 g/l – etapa A y 2.69 g/l – etapa B) y CCM 2 (1.51 g/l) hubo una mínima variación de concentraciones con respecto a la CCC 1 (4.90 g/l – etapa A y 3.28 g/l – etapa B) y CCC 2 (1.74 g/l) lo cual nos podría indicar que el tiosulfato sigue una ruta oxidativa biológica, mientras que en el control se daría mediante reacciones espontáneas de oxidación. La adición de iones ferroso en la cámara anódica de la CCM 3 generó 96.48 mJ de energía y mostró una alta eficiencia coulómbica 66.87% a comparación de la CCM 1 y CCM 2. La cronoamperometría realizada al medio tiosulfato y solución férrica en la CE con bacterias permitió inferir la presencia de microorganismos con capacidad de generar electricidad evidenciándose en las gráficas amperaje & tiempo con respecto a un control.