Please use this identifier to cite or link to this item: http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/13205
Title: Evaluación de grafeno y magnetita como membranas de intercambio de electrones en celdas de combustible microbianas.
Authors: Pérez Bravo, Miguel Ángel
metadata.dc.contributor.advisor: Echeverría Guadalupe, Magdy
metadata.dc.contributor.miembrotribunal: Cazar Ramírez, Robert Alcídes
Keywords: BIOTECNOLOGÍA;BIOELECTRICIDAD;CELDAS DE COMBUSTIBLE MICROBIANAS (CCMs);MEMBRANAS DE INTERCAMBIO DE ELECTRONES;GRAFENO;MAGNETITA;DENSIDAD DE POTENCIA;DEGRADACIÓN
Issue Date: 2-Oct-2019
Publisher: Escuela Superior Politécnica de Chimborazo
Citation: Evaluación de grafeno y magnetita como membranas de intercambio de electrones en celdas de combustible microbianas. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Riobamba.
Series/Report no.: UDCTFC;236T0464
Abstract: This work aims to evaluate graphene and magnetite as electron exchange membranes in Microbial Fuel Cells (MFCs) to improve voltage stability and efficiency in the generation of bioelectricity, an Andean high moor soil of Colta Canton was used as inoculum, through a system of three clusters to obtain a composite sample, in this its physical-chemical characteristics were analyzed. The substrate used a 50:50 mixture of fruits (orange: Citrus sinensis, banana: Musa acuminata L. and apple: Pyrus malus L.) and vegetables (pea: Pisum sativum L., bean: Vicia faba L., squash: Cucurbita Duchesne maximum), of which Carbon, Nitrogen, Hydrogen and Sulfur (CNHS) was analyzed; The graphene membrane was obtained by direct exfoliation of graphite oxide, previously treated in an ultrasonic bath, on a carbon fiber fabric, simultaneously the magnetite was synthesized from ferric chloride and ferrous chloride. The voltage generated by the MFCs was monitored for fifteen consecutive days, subsequently the efficiency of the materials used as membranes was estimated through a comparison of power density and CHNS degradation. The average voltage obtained by graphene cells was 131mV, its power density of 9.17mW / m2 and a substrate degradation of 8.60% (N), 35.29% (C), 24.49% (H) and 12.16% ( S), while magnetite cells achieved a degradation of 6.44% (N), 24.05% (C), 19.02% (H) and 11.35% (S), a voltage of 14mV and a power density of 0, 22 mW / m2, so with a 95% confidence level and sufficient statistical evidence the graphene membrane has a higher performance with a power density 42 times higher in relation to magnetite, for new research it is advisable to evaluate other combinations of materials which benefit the applicability of large-scale MFCs.
Description: 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.
URI: http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/13205
Appears in Collections:Tesis Ingeniero en Biotecnología Ambiental

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
236T0464.pdf3,16 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons