19/02/2014 - Desarrollan una nueva pila de combustible que genera electricidad a partir de biomasa

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Un equipo de investigadores del Georgia Institute of Technology ha desarrollado un nuevo tipo de célula de combustible de baja temperatura que, con la ayuda de un catalizador activado por energía solar o térmica, convierte directamente la biomasa en electricidad.

Este nuevo dispositivo podría ser utilizado para suministrar electricidad en unidades de pequeña escala o en instalaciones de mayor tamaño para proveer de energía donde existan importantes cantidades de biomasa.

Los resultados de este desarrollo han sido presentados en la revista científica Nature Communications.

Pila de combustible de biomasa

Esta nueva pila de combustible híbrida, puede utilizar una amplia variedad de fuentes de biomasa (celulosa, almidón, lignina, madera en polvo, algas, etc.). Anteriormente se habían desarrollado pilas de combustible de baja temperatura alimentadas por metanol o hidrógeno, en las cuales no era posible utilizar directamente la biomasa como combustible, debido a la falta de un sistema catalizador eficaz.

Ahora, según indica Yulin Deng, profesor en la Escuela de Ingeniería Química y Biomolecular de Georgia Tech, "Hemos desarrollado un nuevo método que puede manejar la biomasa a temperatura ambiente, y el tipo de biomasa que puede ser utilizado no está restringido: el proceso puede utilizar prácticamente cualquier tipo de biomasa".

El reto para las pilas de combustible de biomasa es que los enlaces carbono-carbono de la biomasa - un polímero natural - no pueden ser fácilmente descompuestos por los catalizadores convencionales, incluyendo los costosos metales preciosos. Para superar ese desafío, los científicos han desarrollado células de combustible microbianas en el que los microbios o las enzimas descomponen la biomasa.

Apoyo térmico externo

Este proceso tiene muchos inconvenientes: la salida de energía a partir de tales células es limitada, los microbios o enzimas pueden romper sólo selectivamente determinados tipos de biomasa y el sistema microbiano puede ser desactivado por muchos factores. Para avanzar en la investigación, Deng y su equipo optaron por trabajar en la alteración de la química para permitir que una fuente de energía externa active la reacción de oxidación-reducción de la pila de combustible.

En el nuevo sistema, la biomasa se tritura y se mezcla con un catalizador de polioxometalato (POM) en solución que luego se expone a la luz del Sol o calor. El POM oxida la biomasa debajo de la irradiación térmica y suministra las cargas desde la biomasa al ánodo de la pila de combustible. A continuación, los electrones son transportados al cátodo, donde finalmente se oxidan por el oxígeno a través de un circuito externo para producir electricidad.

Más información:

Solar-induced direct biomass-to-electricity hybrid fuel cell using polyoxometalates as photocatalyst and charge carrier

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