Subsemnatul (a)__________________________________________, candidat (ă) la [612928]

Universitatea din București
Facultatea de Fizică
Surse de energie regerabile și alternative

PILE DE COMBUSTIE
MICROBIENE
Aplicații în tratarea apelor reziduale

Coordonator științific: Profesor Dr. Ioan STAMATIN

Masterand: [anonimizat] , 2017

2

DECLARA ȚIE

Subsemnatul (a)__________________________________________, candidat (ă) la
examenul de disertație la Universitatea din București, Facultatea de Fizică, program de studiu
_______________________________________________________, declar pe propria
răspundere că lucrarea de față este rezultatul muncii mele, pe baza cercetărilor mele și a
informa țiilor obținute din surse care au fost citate și indicate conform normelor etice în note și în
bibliografie.
Declar că nu am folosit în mod tacit sau ilegal munca altora și că nicio parte din teză nu
încalcă drepturile de proprietate intelectuală ale cuiv a, persoană fizică sau juridică.
Declar, de asemenea, că lucrarea nu a mai fost prezentată sub această formă vreunei
instituții de învățământ superior în vederea obținerii unui grad sau titlu științific ori didactic.

Semnătura
__________________________ __

Coordonator,
____________________________

3
CUPRINS
Introducere ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. … 4
1. Cercetarea la nivel mondial în vederea ridicării la scală a pilelor de combustie
microbiene………………………………………………………. ………………………………………………………….. 5
2. Pile de combustie microbiene ………………………….. ………………………….. ………………………… 7
2.1 Principiul de funcționare a unei pile de combustie microbiană tipice …………………….. 7
2.2 Tipuri de PCM ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………….. 9
2.3 Microorganisme utilizate în PCM ………………………….. ………………………….. …………… 12
2.4 Termodinamica și Tensiunea electromotoare ………………………….. ……………………….. 13
2.5 Factori limitativi în obținerea de energie în PCM ………………………….. …………………. 15
3. Aplicații ale celulelor de biocombustie ………………………….. ………………………….. ………….. 17
3.1 Modele de PCM în tratarea apelor reziduale ………………………….. ………………………….. … 19
3.2 Experimente proprii ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……… 23
3.2.1 Pila de combustie microbiană bicamerală ………………………….. ………………………….. . 23
3.2.2 Pila de biocombustie monocamerală cu nămol activ de 0.3 L, 18L si 50L ………….. 26
3.2.3 Eficiența de îndepărtare a nitrațiilor și a materiei organice din apele reziduale ……. 34
4. Concluzii ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………. 35
5. Referințe bib liografice ………………………….. ………………………….. ………………………….. …….. 37

4
INTRODUCERE
Lucrarea de față și -a propus studiul tratării apelor uzate cu ajutorul unor pile de combustie
microbiene. Pilele de combustie microbiene reprezintă una din cele mai noi abordări la nivel
științific în generarea de curent, în epurarea apelor uzate, iar mai nou în generarea de biohidrogen.
Una dintre cele mai mari provocări o contituie rolul lor în managementul apelor.
În primul capitol este prezentată o scurtă evoluție istorică a pilelor de biocombustie.
În cel de al doilea capitol sunt prezentate câteva generalități privind pielele de combustie
microbiene, și anume: principiul de funționare a unei pile tipice, tipuri de PCM, microorganisme
utilizate în PCM, termodinamica și tensiunea electromotoare și factorii limitativi în producerea de
energie.
În cel de-al treilea capitol sunt prezentate aplicațiile în tratarea apelor reziduale și
rezultatele experi mentale obținute la mai multe tipuri de pile de combustie microbiene . S-au
prezentat materialele și metodele folosite, precum și prelucrarea dat elor obținu te.

5
1. CERCETAREA LA NIVEL MONDIAL ÎN VEDEREA
RIDICĂRII LA SCALĂ A PILELOR DE COMBUSTI E
MICROBIENE
În ultimele decenii, consumul de energie în lume a avut o tendință prosperă. Sursele de
energie sunt clasificate în următoarele tipuri: surse regenerabile de energie , combustibili fosili, și
sursele nucleare , care sunt sursele neregenerabile de energie, incluzând o parte enormă a
consumului de energie. De asemenea ele ar putea fi clasificate în două mari categorii majore de
energie : energia nucl eară și energia fosilă. Combustibilii fosili influențează negativ natura ca
urmare a emisiilor de dioxid de carbon. Rezultă că consumul de combustibili fosili a periclitat grav
viața umană prin acțiunile sale drastice, cum ar fi încălzirea globală și polua rea atmosferică .
Cu toate acestea, ț ări din întreaga lume au făcut eforturi remarcabile de a găsi o soluție
pentru criza de energie și s-au orientat către domeniul surselor regenerabile de energie, cum ar fi
energia solară, energia produsă din vânt și apă și cele alternative cum ar fi pilele de combustie
(PC) care generează energie folosind catalizatorii metalici. Tehnologia celulelor de biocombustie
reprezintă cea mai nouă abordare în generarea de electricitate -bioelectricitate din biomasă
utilizând bacte rii. Legătura dintre electricitate și procesele metabolice a organismelor vii a fost
studiat pentru prima oară în secolul XVIII de Galvani Luigi care a observat producția de
electricitate în picioare de broască și a stabilit teoria “electricității din anim ale”. Pilele de
combustie au un mare avantaj față de alte tipuri de surse de energie pentru că nu emit gaze poluante
în aer (CO 2), nu poluează fonic sau în alt fel posibil, în schimb singurul dezavantaj al acestor noi
surse de energie regenerabile, este că au un cost mare de fabricație. 1
Primul concept de pilă de combustie microbiană (PCM) a fost demonstrat de Po tter în anul
1910 , prin utilizarea de micro oganisme ca și biocatalizatori. Biocatalizator ul poate fi divizat de
oxigen prin poziționarea unei membrane între cele două camere separate, care permit e ca sarcinile
să fie transferate între electrozi , anodul – unde bacteriile cre sc, și catodul – unde electronii
reacționează cu oxigenul .
XXC2H4O2+2H 2O→2CO 2+8e-+8H+
2O2+8e-+8H+→4H 2O
Energia electrică a fost produsă folosind medii de cultură din bacteriile Escherichia coli și
Saccharomyces și electrozi din platină. Acest lucru nu a fost de interes până în anul 1980 când
grupul de cercetători britanici, condus de H.P. Bennetto, a descoperit că densitatea de curent și

6
puterea generată de sisteme putea fi îmbunătățită prin adăugarea de mediato ri de electroni (Figura
1[2]). Mediatorul ajută transferul de electroni de la celula microbiană la electrodul anodic crescând
cinetica transferului de sarcină, iar această abordarea s -a dovedit a fi de succes. Multe substanțe
au fost testate pentru potenț ialul lor în transferul de electroni. [3]

Figure 1. Principiul transferului de electroni de la bacterii la anod cu ajutorul mediatorilor [2]
Mediatorii sunt de obicei mici molecule solubile în apă, care sunt capabile să fie supuse
unor transformări redox. Cei aflați într -o stare oxidată pot fi reduși prin captarea electronilor din
interiorul membranei, apoi trec prin membrană eliberând electronii la anod, majoritatea devenind
astfel oxidați în camera anodică. Acest proces cic lic accelerează rata transferului de electroni și
astfel crește puterea de ieșire. Mediatorii trebuie să dispună de următoarele caracteristici: sunt
capabili să traverseze membrana cu ușurință, au o rată de reacție mare a electrodului, o solubilitate
bună în anolit, nu sunt biodegradabili sau toxici pentru microorganisme și nu în ultimul rând nu
sunt costisitori. [3]
Cercetările recente, începând cu anul 2000, au pus bazele conceptului PCM fără
mediatori dar utilizând microorganisme capabile să elibereze e lectroni în afara celulei
(exoelectrogene), având aplicații în generarea de electricitate, în tratarea apelor reziduale și în
generarea de biohidrogen. [3]

7
2. PILE DE COMBUSTIE MI CROBIENE
2.1 PRINCIPIUL DE FU NCȚIONARE A UNEI PIL E DE COMBUSTIE
MICROBIANĂ TIPI CE

Biotehnologia este explorată în mod constant pentru dezvoltarea ecosistemelor oferind
astfel o nouă dimensiune pentru cercetare. Abordarea managementului deșeurilor și problemelor
legate de schimbările climatice sunt importante pentru dezvoltarea vi abilității. În acest context,
obținerea de energie neutră și tratarea apelor uzate municipale și industriale este necesară .
Unul dintre conceptul bio -electrochimic promițător care este propus pentru a aborda aceste
aspecte este pila de combustie microbiană, care, în principal, produce energie electrică cu ajutorul
oxidării anaerobice a substraturilor organice biodegradabile. Bacteriile aflate în compartimentul
anodic, convertesc diferite substraturi, precum glucoza, acetat sau apa uzat ă în CO 2, protoni si
electroni. Într -o celulă de biocombustie bacteriile sunt su puse unui mediu anaerob astfel încât sunt
nevoite să îș i modifice acceptorul de electr oni natural î ntr-un acceptor insolubil de electroni,
precum anodul unei celule de biocombustie.
O pilă de combustie microbiană tipică este formată din două compartimente, un anod și un
catod și 2 electrozi. Atât anodul cât și catodul p articipă la jumătate din reacția g lobală în care se
produce oxidarea la anod iar r educerea are loc la catod. Compartimentele sunt legate între ele
printr -o membrană schimbătoare de protoni. Electronii traversează de la anod un circuit electric
extern spre electrodul catodic iar protonii formati la în compartimentul anodic difuzează prin
membrana schimbătoare de protoni în compartimentul catodic. Astfel, la catod, prezența de protoni
Figura 2. Schema de funcționare a unei pile de biocombustie bicamerală

8
și de electroni ajută la reducerea oxigenului sau a unui acceptor final de electroni (oxidant)
transformându -l într -o formă redusă (în cazul oxigenului acesta este redus la apă).
Cu cât este mai mare diferența de potențial între donor și acceptor cu atât va fi mai mare
creșterea populației de microorganisme care poate afecta direct eficiența coulombică și astfel
generarea de electricitate .
Materialele anodice trebuie să fie conduct ive, biocompatibile și stabile din punct de vedere
chimic în soluția reactorului. Se poate opta și electrozi din metal de exemplu oțel inoxidabi l
necorosiv sau cuprul dar nu e indicat datori tă toxicității. Cel ma i versatil material pentru electrozi
este ca rbonul, găsit sub forma de plăci compacte de grafit, tije sau granule, material fibros (pâslă,
țesătură, hârtie, f ibre, spumă) și carbon sticlos. Cele mai simple materiale pentru electrozi anodici
sunt plăcile de grafitul sau tije le pentru că au un cost de producție relativ ieftin și sunt ușor de
folosit având o suprafață definită.
În compartimentul catodic s -a folosit foarte des fericianida (K3[Fe(CN) 6]), datorită
performanței sale bune . Fericianida este foarte popular ă în experimentele cu celulele de combustie
microbiene . Cel mai mare avantaj al ei este supraapotențial ul redus folosind un electrod catodic
de carbon simplu , din care a rezultat un potențial de lucru apropiat de cel al unui c ircuit deschis.
Însă cel mai mare dezavantaj, este reoxidarea in suficientă de oxigen, care duce la înlocuirea în
mod regulat a catolitului. În plus poate fi afectat compartimentul anodic din cauza difuziei
fericianidei prin membrana schimbătoare de protoni.
Oxigenul este cel mai potrivit acceptor de electroni pentr u o pilă de combustie microbiană
datorită potențialului său ridicat de oxidare, disponibilității, costu lui redus (practic acesta este
gratis), durabilității și lipsei deșeurilor chimice, în final obținându -se apa .
Majoritatea modelelor de PCM necesită separarea compartimentelor anodice și catodice
prin intermediul unei membrane schimbătoare de protoni (MSP) . Atunci când o MSP este utilizat ă
într-o PCM , este important ca ea să fie mpermeabilă la substanțele chimice cum ar fi fericianida,
oxigenul, alți ioni sau materii organice folosite ca substrat.
Una din cercetările noastre preliminare a constat în realizarea unei pile microbiene de
combustie tipice având ca microorganisme o cultură pură de Sacharomyces cerevisiae 1,5 g (fiind
o cultura inofensivă, utili zată în panificație și fermentație alcoolică dar cu capacitate
exoelectrogenă) și utilizarea de mediu de creștere limitativ având 0,75g glucoză, 0,6 g malț și 1,2g
NaHPO 4 , iar la catod am utilizat 150ml de soluție tampon fosfat de pH 7,2.
Microorganismel e dezvoltate la anod au consumat (degradat) materia organică eliberând
în acest proces metabolic protoni și electroni. Electrozii utilizați de noi au constat dintr -o pâslă
carbonică cu o suprafață de 46,1 cm2.

9
2.2 TIPURI DE PCM
Un design adecvat este o carac teristică importantă pentru o pilă de biocombustie, așadar,
de-a lungul anilor, cercetătorii au venit cu mai multe modele de PCM cu o performanță
îmbunătățită. O PCM tipică constă dintr -o cameră anodică și o camera catodică separată de o MSP,
așa cum se ar ată în Fig ura. 3. O PCM cu un singur compartiment elimină necesitatea camerei
catodice prin expunerea directă a catodului la aer. Tabelul 14 prezintă pe scurt componentele unei
PCM și materialele folosite pentru a o construi.

Tabel 1 Componentele principale ale unei PCM[ 4]

10
În prezent se regăsesc multe configurații pentru PCM, însă cea mai utilizată este PCM
bicamerală în formă tipică de H c are constă din două încăperi din sticlă (anodică și catodică),
conectate printr -un tub ce conține un separator, în cele mai multe cazuri o membrană schimbătoare
de protoni, așa cum se arată în Figura 2. Avantajul acestui design este că se poate alege o mem brană
care permite protonilor să treacă de la anod la catod, fiind fixată în mijlocul tubului ce leagă cele
două compartimente. PCM bicamerală poate varia în funcție de formă. [3] . Fiecare compartiment
poate conține microorganisme sau produse fermentate de microorga nime.
A)
B)
C)

Figura 3: Pilă de combustie microbiană bicamerală realizată din cercetări proprii

11
D)

Figura 4[3]. Tipuri de PCM bicamerale: formă cilindrică (A), PCM miniatură(B), configurație cu flux ascendent în formă
cilindrică (C), formă dreptunghiulară (D), schemă cilindrică cu încăperea catodului în formă de U (E).

PCM bicamerale sunt dificil de ridicat la scală de aceea s -au realizat și modele uni camerale
în care anodul și catodul se află în același compartiment iar distanța dintre electrozi este mult
redusă. Park și Zeikus au proiectat acest tip de PCM, ce constă într -o singură încăpere
dreptunghiulară în care se găsește anodul cuplat la catodul expus în mod direct la aer, protonii
fiind astfel transferați din soluția anolit la catod. Ca și în cazul P CM bicamerale, și cele
monocamerale se găsesc sub diferite configurații, însă principiul de funcționare este același. [4]

Figura 5. PCM monocamerală cilindrică. Anodul conține 8 bare de grafit puse într -un aranjament concentric în jurul unui
singur cato d(A); PCM monocamerlă cu catod extern. Anodul este format din granule de grafit, catodul – țesătură carbonică
(B). [4]

12
Materialul din care este confecționat electrodul trebuie să fie conductiv, biocompatibil și
stabil chimic în soluția reactor. Cel mai versatil electrod este carbonul care este disponibil atât sub
formă de plăci de grafit, tije sau granule, cât și de material fibros ( pâslă, pânză, hârtie, fibre,
spumă). Cele mai simple materiale pentru acești electrozi sunt din plăci din grafit sau tije, pentru
că acestea sunt relativ ieftine, ușor de manevrat și au o suprafață definită. Pentru o zonă mai mare,
suprafațele electrozilor sunt realizate din pânză de grafit deoarece prezintă o suprafață activă mare.
[4]
2.3 MICROORGANISME UTILIZATE ÎN PCM
PCM su nt capabile să transforme energia chimică din compușii chimici în energie electrică,
cu ajutorul unor microorganisme care , în compartimentul anodic generează electronii. Aceștia,
odată ce au trecut prin circuitul exterior, sunt utilizați pentru a reduce ac ceptorii de electroni în
catod. Multe microorganisme au capacitatea de a transfera electronii derivați din metabolismul
materiei organice în compartimentul anodic. S -a constatat că aceste microorganisme existente în
apele menajere sau în stațiile de epurar e, sunt potențiali naturali în generarea de electricitate
aducând noi soluții pentru tratarea apelor uzate și producând simultan energie. [4]
Pilele de combustie microbiene utilizează mai multe tipuri de culturi pure.
a) Aerobice : PCM utilizează microorganisme care în mod normal se dezvoltă în medii
aerobe, microor ganismele neputând trăi fără oxigen.
b) Anaerobe: PCM -urile anaerobe utilizează microorganisme care cresc în mod normal în
mediu anaerob și recurg la capacitatea microorganismelor de a folo si anodul ca
acceptor final de electroni.
c) Fermentative: PCM folosesște un microorganism pentru fermentarea substraturilor și
pentru a produce energie prin reducerea produ șilor ai acestei fermentări .
d) Medierea de sine: PCM se bazează pe microorganisme care produc un compus capabil
să reacționeze singur cu electrodul .
Celulele de biocombustie care utilizează culturi bacteriene mixte prezintă avantaje în plus
față de cele care utilizează colonii simple, precum: o rezistență mai mare față de perturbările care
apar în proces, ratele consumului de substrat sunt mai mari și produc mai multă energie. Mai mult,
utilizarea de culturi pure implică un risc continuu de contaminare cu bacterii nedorite [ 3].
În tabelul de mai jos sunt prezentate microorganismele cu substr aturile de materie organică
cercetate până în prezent. Sedimente marine, pământ, ape reziduale, probe de apă proaspătă și
probe de nămol activ, toate acestea sunt substraturi bogate în nutrienți pentru aceste
microorganisme.

13

Figura 6. Microorganisme utilizate în PCM [ 5]

2.4 TERMODINAMICA ȘI TEN SIUNEA ELECTROMOTOAR E
Într-o pilă de biocombustie, energia este generată numai dacă reacția generală este
termodinamic favorabilă. Reacția poate fi evaluată în termeni de energie liberă Gibbs (entalpie
liberă) c are se măsoară în Joule și este dată de formula:
∆𝐺𝑟=∆𝐺𝑟0+RTln(π)
unde ∆𝐺𝑟 (J) este energia liberă Gibbs pentru condiții specifice; ∆𝐺𝑟0- energia liberă Gibbs pentru
condiții standard, la T=298,15K, presiunea de 1bar și concentrația de 1M pentru t oate speciile; R
este constanta universală a gazelor care are valoare de 8,31447 (J*mol-1*K-1); T- temperatura
absolută; π -coeficientul de reacție (raportul dintre activitatea produșilor și activitatea
reactanților).[5]

14
Pentru PCM, este mult mai avantajos să se evalueze reacția în funcție de tensiunea
electromotoare totală, definită ca diferența potențială dintre catod si anod. Tensiunea
electromotoare generată de o pila de combustie microbiană este în strânsă legatură cu energia
liberă Gibbs și cu lucru m ecanic util (W(J)) după cum se poate observa din urmatoare ectuație:
𝑊=𝐸𝑒𝑚𝑓∗𝑄=−∆𝐺𝑟
Unde: Q este sarcina transferată în reacție, exprimată în Coulomb (C) și este definită ca fiind
produsul dintre numărul de electroni din reacție și constanta lui Faraday (9,64853*104 C/mol). [5]
𝑄=𝑛∗𝐹
𝐸𝑒𝑚𝑓=−∆𝐺𝑟
𝑛𝐹
Dacă toate reacțiile sunt evaluate la condiții standard, π=1, atunci:
𝐸𝑒𝑚𝑓0=−∆𝐺𝑟0
𝑛𝐹
Așadar, putem utiliza ecuațiile de mai sus pentru a determina reacția tensiunii electromotoare,
după cum urmează:
𝐸𝑒𝑚𝑓=𝐸𝑒𝑚𝑓0−𝑅𝑇
𝑛𝐹ln(π)
Astfel, tensiunea electromotoare totală pe celulă este dată de formula:
𝐸𝑒𝑚𝑓=𝐸𝑐𝑎𝑡𝑜𝑑−𝐸𝑎𝑛𝑜𝑑

15
2.5 FACTORI LIMITATI VI ÎN OBȚINEREA DE E NERGIE ÎN PCM

Figura 7. Pierderile de potențial în timpul transferului de electroni sunt determinate de: 1.
Transferul bacterian de electroni; 2. Rezistența electrolitului; 3. Anodul sistemului; 4. Rezistența sistemului și
pierderile date de rezistența membranei; 5 Catodul sistemului;6. Cinetica de reducer e a acceptorului de
electroni [6,7]

Pierderi ohmice
Pierderile ohmice (sau polarizarea ohmică) includ atât rezistența la trecerea electronilor
prin electrozi și interconexiuni, cât și rezistența trecerii ionilor prin: membrana schimbătoare de
protoni, e lectrolitul anodic și catodic (Fig.7: 2,4). Aceste pierderi pot fi reduse prin minimizarea
spațiului între electrozi, utilizând o membrană care are o rezistivitate scăzută, reducerea
contactelor ohmice și prin creșterea conductivității soluțiilor la valoar ea maximă tolerată de
bacterii. [8,9]

16
Pierderile prin activare
Acest tip de pierderi apar datorită energiei de activare necesară pentru o reacție de oxido –
reducere. Pierderile prin activare apar în timpul transferului de electroni de la sau spre un com pus
care reacționează la suprafața electrodului (Fig.7: 1,3,5). Acest compus poate fi prezentat de
suprafața bacteriilor ca mediator în soluție sau ca un acceptor final de electroni care reacționează
la catod. Pierderile prin activare sunt mari la potenția le scăzute și scad când densitatea de curent
crește. O pierdere redusă de activare poate fi atinsă prin creșterea suprafeței electrodului,
îmbunătățind efectul catalitic al electrodului, crescând temperatura de operare și prin realizarea
unui biofilm pe el ectrozi.[10]
Pierderile din metabolismul bacterian
Bacteriile, pentru a genera energie metabolică, transportă electroni de la un substrat cu
potențial scăzut la un acceptor final de electroni cu un potențial mai înalt (oxigenul sau azotul etc)
utilizând un lanț de transportori de electroni (Fig.7:1,2,6). Într-o PCM, anodul este acceptorul final
de electroni iar potențialul său determină energia câștigată de bacterie. Cu cât este mai mare
diferența între potențialul redox al substratului și potențialul anodu lui cu atât este mai mare energia
metabolică câștigată de bacterie dar cu atât va fi mai mic potențialul atins de celula de
biocombustie. Astfel încât, pentru a maximiza potențialul pilei de biocombustie trebuie ca
potențialul anodului să fie păstrat cât mai mic cu putință (negativ). Totuși dacă potențialul anodului
devine prea scăzut, transportul de electroni va fi inhibat iar microorganismele (posibil) vor decurge
la fermentarea substratului care ar putea sa le furnizeze o energie mai mare.
Pierderile d ate de concentrație
Apar atunci când rata transportului de masă a unei specii, de la sau spre un electrod
limitează transportul de curent. Aceste pierderi se produc, de cele mai multe ori, la densități mari
de curent datorită limitărilor transferului de masă a speciilor impli cate prin difuzie la suprafața
electrodului. La anod, pierderile de concentrație sunt cauzate fie de descărcare limitată de speciile
oxidate de la suprafața electrodului sau de o alimentare limitată de specii reduse spre electrod
(Fig7: 3). Aceasta crește raportul dintre speciile oxidate și cele reduse la suprafața electrodului
care poate determina o creștere a potențialului electrodului. În partea catodului poate apărea
situația inversă, ducând la scăderea potențialului catodic (Fig.7:5). Limitările trasn portului de
masă poate limita fluxul de substrat spre biofilm care este un alt tip de pierdere de concentrație.[7 –
11]

17
3. APLICAȚII ALE CELULE LOR DE BIOCOMBUSTIE
În prezent, asistăm la o criză energetică mondială , din cauza cererilor tot mai ridicate de
energie . Sursele neregenerabile de energie sunt epuizate, iar sursele de energie regenerabile nu
sunt utilizate în mod corespunzător. Așadar, atenția s -a îndreptat către sursele alternati ve pentru
producerea de energie care este o idee promiță toare.
Pentru că bacteriile se multiplică singure și astfel cataliza reacției de oxidare a materiei
organice se autosusține, dezvoltarea proceselor care utilizează bacterii în producerea de
electricitate reprezintă o metodă fantastică în producerea de bio energie. Reacțiile bacteriilor pot fi
realizate la diferite domenii de temperaturi în funcție de toleranța bacteriilor, cuprinzând
temperaturi moderate (temperatura camerei), temperaturi înalte (50 -600C, temperaturi tolerate de
bacteriile termofile) iar te mperaturi joase (‹150C unde cresc bacteriile psihofile).
Teoretic, orice materie organică biodegradabilă poate fi utilizată într -o celulă de
biocombustie ( PCM ), incluzând și acizi volatili, carbohidrați, proteine, alcooli chiar și materiale
recalcitrante precum celuloza. 11
Există multe aplicații pentru pilele de combustie microbiane care se încadrează în general
în orica re dintre ele fie în p roducerea de energie electrică fie în tratarea apelor reziduale :
1) Generea electricitate
a) De mediu : În această categorie, pilel e de combustie microbiene profită de condițiile de
mediu . Sunt două tipuri diferite de PCM, cele care ut ilizează sedimentul anaerob și apa
oxigenată deasupra și cele care utilizează a lgele fotosintetice pentru recoltarea electricității
din lumină.
b) Medicale : Pilele de combustie microbiane medicale beneficiază de avantajele condițiilor
din corp pentru a putea fi utilizate în scopuri medicale , cum ar fi implanturile stimulatoare
cardiace. De obicei folosesc sânge pentru a crește microorganismel e în anod cu aer, precum
catodul.
2) Bioremedierea apelor reziduale
a) Fermentație: Fermentarea unei PCM necesită o creștere fermentativă a unui microorganism
într-un bioreactor înainte de i nocularea unei PCM . Produsele de fermentare includ etanol,
metanol, hidrogen, metan .
b) Generarea simultană a energiei : Electricitatea este pro dusă în același timp, în același
compartiment , ca și apa uzată degradată de microorganisme. Aceasta reprezintă generarea
simultană a energiei.

18

Figura 8. Reprezentarea schematică a p roducției de bioelectricitate de la microorganisme

19
3.1 MODELE DE PCM ÎN TR ATAREA APELOR REZIDU ALE
Cercetătorii din întreaga lume au testat mai multe modele de pile de biocombustie cu
diferite tipuri de ape reziduale în condiții raportate de anumiți parametr i, cum ar fi eficiența
columbică , consumul chimic de oxigen (COD) etc. Ei s-au axat pe cele două tipuri de ape
reziduale, cu substrat definit și cu substrat nedefinit și au încercat să le compare folosindu -se de
mai multe modele de PCM. Substratul este considerat ca fiind unul dintre cei mai importanți factori
care de care depind eliberarea electroni lor și puterea de ieșire introdusă într -o PCM . Compoziția
chimică a substratului și a concentrației substratului are o influență semnificativă asupra
performanței unei pile de biocombustie . O gamă largă de substraturi pot fi utilizate în PCM -uri,
incluzând molecule anorganice și organice ca donori de electroni în camera anodică pentru a
genera echivalentele de reducere . Substraturi si mple cum ar fi gluco za, acetat, amidon, lacto ză etc.
au fost studiate pe larg de către cercetători. Glucoza și acetatul sunt cele mai cunoscute substraturi
simple care pot fi oxidate de aproape toate tipurile de microbi, dar degradarea lor constă în mai
multe transformări și, prin urmare, electronii vor fi pierduți în timpul transformării .[12]
Gama diversificată de deșeuri și ape reziduale pot fi de asemenea utilizate ca combustibil
în camera anodic ă, care reprezintă un avantaj pentru abordările existente de remediere a deșeur ilor.
Apelor uzate simple, cum ar fi cele de uz casnic, bazate pe produse lactate, pe bază de legume , ape
reziduale pe bază de alimente și ape uzate mai complexe, cum ar fi ape reziduale chimice, produse
farmaceutice și coloranți, pe bază de celuloză au fost utilizate în studiile cercetătorilor. [12]
Generarea de energie în PCM depinde de încărcătura organică a apelor reziduale. Deșeurile
foarte biodegradabile pot fi încărcate la rate de încărcare mai mari, în timp ce deșeurile mai puțin
biodegradabile vor interfera cu metabolizarea microbilor la rate mai mari de încărcare.
1. Substrat definit (simplu)
O mare varietate de substraturi pot fi utilizate în PCM pentru producția de energie electrică,
de la compuși puri până la amestecuri complexe de materie organică prezentă în apele uzate.
Diferite substanțe organice pot fi utilizate în toate tipurile de PCM pentru a genera curent electric.
Carbohidrații, acizii grași și amino -acizii sunt monomerii tuturor maselor moleculare complexe
ale apelor reziduale. Dintre sursele potențiale de energie alternativă, lignocel ulozele au fost
identif icate ca surse de primă importanță pentru biocombustibili și alte produse cu valoare
adăugată. În toate țările Europei, au început să fie utilizate diferite biomase lignocelulozice pentru
producerea de energie regenerabilă. Lignocelulozele sunt prezente în fracțiuni mari de deșeuri
municipale solide, reiziduuri de la culturile agricole, gunoiul de grajd de la animale, resturi de

20
lemne, deșeuri forestiere sau culturi agricole energetice. Utilizarea de substraturi pure a fost
alegerea cercetătorilor axată pe diferite aspecte fundamentale ale pilelor de biocombustie cu culturi
pure. Mediul de creștere cu substrat pur și alți micronutrienți, este de obicei întâlnit în apele
reziduale sintetice. 13
Substraturile simple pot fi utilizate cu ușurință de bacterii, re zultând un număr mare de
echivalente de reducere care ajută la îmbunătățirea performanțelor sistemului.
O prezentare generală a performanței une PCM cu substraturi simple sau definite de apă
reziduală o găsiți în tabelul [13] de mai jos.

2. Substrat nedefinit (complex)
Mai multe ti puri de deșeuri au fost testate ca substraturi pe diferite pile de combustie
microbiene. Substanțele care pot fi descompuse de microorganisme sunt specifice majorității
tipurilor de deșeu , respectiv: deșeuri din producția d e alimente și din pregătirea mâncărurilor;
deșeuri vegeta le din grădini, parcuri etc.; deșeuri din hârtie, carton, textile din fibre naturale,
celuloză; fecale, excremente. Mediul de creștere al microorganismelor cu acest tip de substrat este
întâlnit în a pele reziduale menajere. Energia electrică generată din apele reziduale menajere este
în continuare un subiect de interes în rândul cercetătorilor. În urmă cu câțiva ani, apa menajeră a
fost testată folosind pila de biocombustie cu un singur compartiment. [13]
Apa reziduală complexă conține o cantitate mare de carbon organic, care are un număr
mare de structuri inel C care nu pot fi ușor rupte la substraturi simple în general, dar potențialul în
situ dezvoltat în sistem scindează poluantul complex .
În tabelul următor este o prezentare generală a performanței PCM cu substraturi
nedefinite. [13]

21

22

23

Figure 9. Mecanisme de transfer de electroni de la celula microbiană la anod (a) transferul de electroni prin
mediatori, (b) transferul de electroni direct și (c) transferul de electroni prin nanofire .14

3.2 EXPERIMENTE PROPRII
3.2.1 Pila de combustie microbiană bicamerală
Una din cercetările noastre preliminare a constat în realizarea și analizarea unei pile
microbiene de combustie tipice având ca microorganisme o cultură pură de Sacharomyces
cerevisiae 1,5 g (fiind o cultura inofensivă, utilizată în panificație și fermentație alcoolică dar cu
capacitate exoelectrogenă) și utilizarea de mediu de creș tere limitativ având 0,75g glucoză, 0,6 g
malț și 1,2g NaHPO4 , iar la catod am utilizat 150ml de soluție tampon fosfat de pH 7,2.
Microorganismele dezvoltate la anod au consumat (degradat) materia organică eliberând în acest
proces metabolic protoni și el ectroni. Electrozii utilizați de noi au constat dintr -o pâsla carbonică
cu o suprafață de 46,1 cm2.

24

Figura 10: PCM bicamerală tipică realizată din cercetările proprii

În momentul atingerii unei tensuni maxime stabile de 433mV am început caracterizarea
sistemului din punct de vedere al performanței electrice. Am folosit două multimetre care au
monitorizat în timp real tensiunea și curentul generat . Astfel, p ila de biocombustie a fost legată în
serie la un voltmetru și la un miliamper metru digital, sistemul fiind închis prin aplicarea de
rezistențe cu valori diferite cuprinse între 20 M Ω și 5Ω (Figura.9) . Valorile de tensiune și curent
au fost normate la suprafața electrodului anodic și calculate ca densități de curent și putere.
Trasarea curbelor de polarizare și de densitatea de putere, le -am interpretat în Origin.

Figura 11. Schema electrica de masurare a tensiunii si curentului prin supunerea PCM la diferite rezistente ohmice.
(20MΩ – 5Ω)

25
În următoarea figură sunt reprezentate graficele curbei de polarizare , respectiv curbei de
densitate de putere, în urma căr ora am determinat performanța pilei de biocombustie bicamerală.
Figura 12. Reprezentarea grafică a curbei de polarizare și densitate de putere

Din interpretarea valorilor obținute (Figura 11) am observat că sistemul bicameral a atins
o putere maximă de 7,96 mW/m2 , o densitate de curent optimă 65,22 mA/m2, rezistența internă a
sistemului de 300Ω și o densitatea de curent în scurt circuit de 81,5mA/m2.
Parametrii monitorizați 24/24 de ore pentru a observa schimbările apărute în mediu de
cultură cu microorganisme, pot fi observați în tabelul de mai jos.

PCM bicamerală
(mediu de cultură: drojdie de bere )
Anod Catod
pH Conductivitatea Oxigen dizolvat pH Conductivitatea Oxigen dizolvat
7,39 6,19 mS/cm 0,60 mg/L 7,14 7,87 mS/cm 4,76 mg/L
7,05 6,12 mS/cm 0,37 mg/L 7,02 7,84 mS/cm 4,21 mg/L
7,02 6,87 mS/cm 0,32 mg/L 7,16 8,24 mS/cm 3,43 mg/L
7,37 7,29 mS/cm 0,24 mg/L 7,00 8,45 mS/cm 4,77 mg/L

26
Pentru evaluarea capacității de reducere a materiei organice prezente în apă, am folosit
metoda Consumului Chimic de Oxigen (CCO) utilizând un multimetru Orion AQ4000, un kit cu
compuși chimici Hach Lange 15000ppm COD și un termoreactor Orion COD 125. Probele (2
probe – una înaintea realizări experimentului și una la finalul experimentului) au constat din
inserarea a 0.2 ml de soluție anodică în kitul de CO D, s-a agitat timp de 5 secunde după care proba
a fost supusă unui tratament termic de 1500C timp de 120 de minute. La final s -au citit valorile de
materie chimică oxidată utilizând multimetru AQ4000, la o lungime de undă de 420nm. Am
obținut o valoare ini țială de 4,71g/L, iar cea finală de 3,22g/L. Scăzând valoarea obținută pe proba
inițială și cea finală s -a determinat cantitatea de materie organică, consumată în timpul
experimentului, ca fiind de 1,49g/L.
Acest set de analize preliminare demonstrează ap licabilitatea acestor sisteme în degradarea
materiei organice prezente în ape cu ajutorul microorganismelor simultan cu producerea de energie
electrică.
3.2.2 Pila de biocombustie monocamerală cu nămol activ de 0.3 L, 18L si 50L
1) Configurație sistem monoca meral
Am creat 3 pile de combustie microbiene monocamerale, de diferite volume, având ca
microorganisme o cultură de nămol activ obținut din stația de epurare Făcăi și apă reziduală
sintetică.

Figura 13. Schema de funcționare a unei pilă de combustie microbiană monocamerală

27
2) Soluție electrolit
Soluția electrolit a constat din apă reziduală sintetică și nămol activ în diferite proporții, în
funcție de volumul de lucru
a) Inocul microorganisme – cultură de microorganisme colectate din nămolul activ preluat de
la S.C. Compania de Apa Oltenia S.A., stația de epurare Făcăi. Probele microbiene au fost
utilizate ca atare.
b) Anolit : Am utilizat apă reziduală sintetică, rețetă creată conform celei util izate de Jadhav
și colab. [15]: CH3COONa – 3840mg∙L-1, NaHCO 3¬ – 4500mg∙L-1, NH 4¬Cl – 954mg∙L-1,
CaCl 2∙2H2O – 750mg∙L-1, MgSO 4∙7H2O – 192mg∙L-1, K 2HPO 4 – 81mg∙L-1, KH 2PO 4 –
27mg∙L-1, și soluție de metale.
Valoarea inițială de materie organica (COD) a acestei ape reziduale sintetice a fost de 2,55
g∙L-1, o cantitate crescută de materie organică. În mediu sterilizat am introdus 4,43g∙L-1 de nitrați
(NaNO 3) care a corespuns cu 1000mg/L N 2 în soluția finală de anolit.
Tipul de PCM si modul
de funcționare Componente Caracteristici

PCM 0.3 L – staționar Electrod anodic Pâsla carbonica 56.54 cm2- AM&T VDG
activat
Electrod catodic Pâsla carbonica 56.54 cm2- AM&T
VDG activat
Distanța între electrozi 3 cm
Cultură microbiană 150ml nămol activ preluați din stația de
epurare Făcăi
Apă reziduală 150 ml apă reziduală sintetică cu un
conținut mare de materie organică 2.55
g/L
Nitrați (NO 3-) 4,43 g/L nitrați sub formă de NaNO 3
Timp de funcționare 14 zile
Electrod anodic Pâsla carbonica 796,5cm2 – AM&T VDG
activat

28

PCM 18 L – staționar Electrod catodic Pâsla carbonica 797 cm2 – AM&T VDG
activat
Distanța între electrozi 14,5 cm
Cultură microbiană 4L nămol activ
Apă reziduală 14 L apă reziduală sintetică cu un
conținut de materie organică de 2.55 g/L
Nitrați (NO 3-) 4,43 g/L nitrați sub formă de NaNO 3
Timp de funcționare 14 zile

PCM 50 L – staționar Electrod anodic Pâslă carbonica 796,5cm2 – AM&T VDG
activat
Electrod catodic Pâslă carbonica 797 cm2 – AM&T VDG
activat
Distanța între electrozi 21 cm
Cultură microbiană 10 L nămol activ
Apă reziduală 40L apă reziduală sintetică
Nitrați (NO 3-) 4,43 g/L nitrați sub formă de NaNO 3
Timp de funcționare 14 zile
Tabel 2. Caracteristici tehnice ale sistemului pilot de pila microbiană de combustie (PCM) în funcție de parametrii
utilizaț i

Performanța electrică pentru fiecare sistem de pilă mic robiană de combustie este
determin ată din următoarele figuri în care sunt reprezentate graficele curbei de polarizare,
respectiv curbei de densitate de putere.

29

Figura 14. Reprezentarea grafică a curbei de polarizare și densitate de putere pentru PCM 0,3L

Figura 15. Reprezentarea grafică a curbei de polarizare și densitate de putere pentru PCM 18L

30

Figura 16. Reprezentarea grafică a curbei de polarizare și densitate de putere pentru PCM 50 L

În urma valorilor obținute (Figura 12) am observat că sistemul pilot de pilă de combustie
microbiană a atins o putere maximă de 72 mW/m2 , o densitate de curent de aproximativ
181mA/m2 și o densitate de curent în scurt circuit de 236 mA/m2
Sistem Tensiune
electromotoare
(mV) Rezistenta
interna
(Ω) Densitate
de curent
optima
(mA/m2) Densitate
de putere
maxima
(mW/m2) Densitate
de curent
maxima
(mA/m2)
PCM 1 –NA
0.3L 839 300 181 72 236
Pilot 18 L –
staționar 512 40 101 41 106
Pilot 50 L –
staționar 497 78 94 33 87
Tabel 3. Valori de performanță electrică a sistemelor analizate

31
Pentru modulul staționar de PCM 18L, am obținut o putere maximă de 41 mW/m2, o
densitate de curent de 101 mA/m2 și o densitate de curent în scurt circuit de 106 mA/m2 (Figura
13)
Din interpretarea u ltimelor valori pe care le -am obținut cu ajutorul pilei de combustie
microbiană de 50L (Figura 14) am observat că sistemul a atins o putere maximă de 33 mW/m2, o
densitate de curent optimă 94 mA/m2 și o densitatea de curent în scurt circuit de 87 mA/m2.
Așadar, se poate observa din tabelul 3 că pila de biocombustie de 0,3 L a atins cea mai
mare valoare ( un potențial de 839mV și o densitate de putere maximă de 72 mW/m2, iar sistemul
pilot de 50L a obținut o valoare înjumătățită față de valoarea sistemului mic, de 300mL.
Mai jos găsiți valorile parametrilor monitorizați timp de 14zile pentru fiecare PCM și
schimbările apărute în mediile de cultură cu microorganismele.
Module PCM
(mediu de cultură: nămol activ și apă reziduală sintetică )
PCM monocameral 0.3 L
Zile pH Cond.
mS/cm Oxigen dizolvat
mg/L NO3-
mg/L
1 6.95 32 1.5 3066
2 7.21 31.5 1.3 3069
3 7.34 31.02 1.28 2998.3
4 7.76 29.04 1.3 2987
5 7.9 28 1.04 2870.4
6 8.1 27.7 1.11 2890.2
7 8.53 26.63 1.17 2863
8 8.64 26.62 1.18 2695.1
9 8.68 26.52 1.17 2681.7
10 8.7 26.3 1.14 2540

32
11 8.74 25.7 1.18 2479
12 8.79 25.2 1.19 2340
13 8.8 24.7 1.22 2241
14 8.83 24.5 1.28 2239

Module PCM
(mediu de cultură: nămol activ și apă reziduală sintetică )
PCM monocameral 18 L
Zile pH Cond.
mS/cm Oxigen dizolvat
mg/L NO3-
mg/L
1 7.11 32 1.4 1042
2 7.21 31.5 1.36 1028
3 7.38 31.02 1.3 995
4 7.49 29.04 1.28 884
5 7.85 28 1.22 811
6 8.06 27.7 1.18 793
7 8.21 26.63 1.16 741
8 8.33 26.62 1.13 673
9 8.52 26.52 1.06 622
10 8.61 26.3 1.1 587
11 8.72 25.7 1.14 522
12 8.91 25.2 1.18 509

33
13 8.94 24.7 1.2 477
14 9.06 24.5 1.22 432

Module PCM
(mediu de cultură: nămol activ și apă reziduală sintetică )
PCM monocameral 50 L
Zile pH Cond.
mS/cm Oxigen dizolvat
mg/L NO3-
mg/L
1 7.05 33.2 0.39 1018
2 7.11 32.8 0.45 1008
3 7.18 32.1 0.66 1003
4 7.25 31.7 0.71 995
5 7.49 31.54 0.89 978
6 7.71 31.12 0.92 943
7 7.88 30.73 0.99 901
8 8.21 30.22 1.15 887
9 8.43 29.4 1.21 814
10 8.51 29.12 1.32 772
11 8.55 28.26 1.38 721
12 8.63 27.3 1.41 685
13 8.94 26.56 1.44 644
14 8.98 25.86 1.56 602

34

3.2.3 Eficiența de îndepărtare a nitrațiilor și a materiei organice din apele
reziduale

Materia organică îndepărtată din ap ă reziduală, s -a determinat prin realizarea de măsurători
COD (necesar de o xigen chimic) în faza inițială ș i finală de operare a sistemelor pilot operate în
mod staționar. Iar conținutul de NO 3- a fost măsurat la fiecare 24 h utilizând un electrod selectiv
de ioni nitrați pentru întreaga perioadă de operare a sistemelor de PCM (14 zile).
Sistem Eficiența îndepă rtare nitraț i
din mediu (%) Eficiența îndepă rtare materie
organica din mediu (%)
PCM 1 –NA 66% 68%
Pilot 18 L – staționar 54,7% 85,4%
Pilot 50 L – staționar 47,4% 76,6%
Tabel 4. Valori ale eficiențelor de î ndep ărtare a nitra țiilor și materiei organice

35
4. CONCLUZI I

Un aspect atractiv al acestei tehnologii este faptul că producerea de energie electrică de
către micro organisme merge mână -n mână cu îndepărtarea deșeurilor organice, pentru că
microorganismele folosesc compușii organici ca donatori de electroni. În tratarea apelor reziduale,
această tehnologie permite purificarea apei în același timp cu generarea de energie electrică, î nsă
producția de energie electrică este încă destu l de scăzută.
Există o serie de factori care pot afecta într -un mod negativ generarea de energie a unei
pile de biocombustie, cum ar fi:
 Materialul electrozilor;
 Suprafața electrozilor;
 Distanța dintre electrozi;
 Tipul de microorganisme folosite;
 Tempera tura;
 Transportul de masa;
 Supra -potențialul la electrozi;
 Cinetica lentă a microorganismelor.
Analizând toate datele fiecăre i pile de combustie microbiană , putem spune că, cu cât
sistemul este mai mare cu atât este mai instabil, lucrul pe care nu ni l -am dorit. Această instabilitate
se datorează distanței mari dintre e lectrozi, în cazul nostru 21 cm . S-a putut observa că pila cu cea
mai bună performanță electrică a fost cea monocamerală de 0,3 L având mediu de cultură nămol
activ. Ea a atins o densitate d e putere maximă de 72 mW/m2 , pe când sistemul pilot de 50 L a atins
valoare a de 33 mW/m2.
Pila de combustie monocamerală de 0,3L este mai favorabilă decât cea bicamerală tot de
0,3L, după cum s -a văzut și în datele experimentale. PCM monocamerală s -a încărcat la o tensiune
maximă stabilă de 839mV, pe când PCM bicamerală a atins tensiunea maximă de doar 433mV,
aproape cât cea obținută de sistemul pilot de 50L (497mV).
Chiar dacă performanța electrică nu este ceea ce ne -am dorit de la sistemele pilot, tot uși
aceste sisteme au avut o eficiență de îndepă rtare a nitraților și a materiei organice destul de bună.
Acest lucru demonstrează că aceste sisteme ajută la consumarea materiei organice prezente în ape
cu ajutorul microorganismelor.

36
Totodată , măsurând parametrii de pH, oxigen dizolvat și conductivitate, putem observa
schimbările apărute în mediile de cultur ă cu microorganisme. Așadar, în cele trei PCM (0,3L, 18L,
50L) se poate vedea că pH -ul are o creștere liniară , microorganismle au crescut într -un med iu
neutru ( 7) și ajungând în ultima zi de măsurare într -un mediu de cultură bazic ( ~9), ceea ce este și
normal, pentru ca degradarea biochimică sub acț iunea microorganismelor din n ămolul activ să fie
optimă . Conductivitatea scade liniar, înseamnă că proces ul de purificare are loc , practic
conductivitatea apei ne dă informații despre compoziția ei chimică și reprezintă concentrația de
ioni și mișcarea lor. Oxigenul dizolvat se menține la o valoare relativ constantă, de 1,2 mg/L, mai
puțin în sistemul pilot de 50 L unde valoarea lui crește, valoarea inițială fiind de 0,39mg/L, iar cea
finală 1,56mg/L.

37
5. REFERINȚE BIBLIOGRAFICE

1 Zhuwei Du, H., Tingyue Gu ”A state of the art review on microbial fuel cells: A promising
technology for wastewater treatment and bioenergy” (2007)
2 http://2013.igem.org/Team:Bielefeld -Germany/Project/MFC
3 Zhuwei Du, H., Tingyue Gu ”A state of the art review on microbial fuel cells: A promising
technology for wastewater tre atment and bioenergy” (2007)
4 Zhuwei Du a, Haoran Li a, Tingyue Gu ” A state of the art review on microbial fuel cells: A
promising technology for wastewater treatment and bioenergy, Biotechnology Advances 25”
(2007) 464 –482
5 B. Logan , B. Hamelers , R. R ozendal ” Critical Review: Microbial Fuel Cells: Methodology and
Technology ” (2006)
6 I. A. Ieropoulos , J. Greenman, C. Melhuish, J. Hart , Comparative study of three types of
microbial fuel cell , Enzyme and Microbial Technology 37 , 238 –245 (2005
7 H.J. Ki m, M.S. Hyun, I.S. Chang, B.H. Kim, A microbial fuel cell type lactate biosensor using a
metal -reducing bacterium, Shewanella putrefaciens 365-367 (1999)
8 L. Cheng, B.E.Logan, Power generation in fed -batch microbial fuel cells as a function
of ionic strength, temperature and reactor configuration , Environ. Sci. Technol.,39 (14), 5488 –
5493 (2005)
9 B. E. Logan, Microbial fuel cells , John Wiley & Sons, Inc., Publication, 2008
10 G.Hoogers, Fuel Cell Technology Handbook , CRC Press, Boca Raton, 2003
11 Feng xiang LiYogesh SharmaYu LeiBaikun LiEmail authorQixing Zhou, Microbial Fuel Cells:
The Effects of Configurations, Electrolyte Solutions, and Electrode Materials on Power
Generation, Applied Biochemistry and Biotechnology, 2010, 160:168
12 Sai KishoreButti, G.Velvizhi, MiraL.K.Sulonen, JohannaM.Haavisto, EmreOguzKoroglu,
AfsinYusufCetinkaya, SuryaSingh, DivyanshuArya, J.AnnieModest, K.VamsiKrishna,
”Microbial electrochemical technologies with the perspective of harnessing bioenergy:
Maneuvering towards upscal ing, Renewable and Sustainable Energy Reviews53 (2016) 462 –476
13 Prashant Pandey. Vikas N. Shinde, Rajendra L. Deopurkar, Sharad P. Kale, Sunil A. Patil,
Recent advances in the use of different substrates in microbial fuel cells
toward wastewater treatment and simultaneous energy recovery , Applied Energy 168 (2016) 706 –
723

38

14 S.K. Buttietal . Renewableand Sustainable Energy Reviews 53 (2016) , 462–476
15 Jadhav D.A., Ghadge A.N., Ghangrekar M.M. Simultaneous organic matter removal and
disinfection o f wastewater with enhanced power generation in microbial fuel cell. Bioresour
Technology 2014; 163:328 -34.