Aislamiento y caracterización de bacterias con alto potencial electroactivo de aguas residuales avícolas
Autores: Temirbekova, Aliya; Tekebayeva, Zhanar; Temirkhanov, Aslan; Yevneyeva, Dinara; Sadykov, Azamat; Meiramkulova, Kulyash; Mkilima, Timoth; Abzhalelov, Akhan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Aislamiento y caracterización de bacterias con alto potencial electroactivo de aguas residuales avícolas
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Biología
Palabras clave
Recursos naturales
Ecosistema
Energía renovable
Microorganismos
Celdas de combustible microbianas
Aguas residuales.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Los recursos naturales son escasos y el ecosistema se está dañando como resultado del uso excesivo de combustibles fósiles. Se desea mucho la creación de tecnología novedosa para investigar fuentes de energía renovables y sostenibles. Los microorganismos han recibido mucho interés recientemente por su potencial para transformar residuos orgánicos en energía sostenible y productos de alto valor. Se espera que se estudien nuevos exoelectrógenos que puedan transmitir electrones a electrodos y eliminar contaminantes específicos de aguas residuales. En este estudio, examinamos tres muestras distintas (según la demanda química de oxígeno y el pH) que pueden usarse como anolitos para generar energía en celdas de combustible microbianas de cámara simple y doble utilizando electrodos de grafito. Se estudió el agua residual de granjas avícolas como un anolito exoelectrogénico para la generación de energía en celdas de combustible microbianas. El estudio examinó 10 cepas bacterianas diferentes, numeradas de A1 a A10. Debido a su capacidad altamente anticipada para metabolizar productos químicos orgánicos/inorgánicos, la diversa gama de microorganismos encontrados en el agua residual avícola nos inspiró a investigar la viabilidad de generar electricidad utilizando celdas de combustible microbianas. De las cepas bacterianas investigadas, las mayores salidas de voltaje fueron producidas por las cepas A1 y A2, respectivamente, a 402 mV y 350 mV. Entre las 10 cepas bacterianas diferentes, la cepa A6 generó la menor cantidad de electricidad, midiendo 35.03 mV. Además, se logró una densidad de potencia máxima de 16.16 1.02 mW/m en la celda de combustible microbiana utilizando la cepa A1, superando significativamente a la celda de combustible microbiana que utilizaba un medio estéril. La cepa A2 mostró densidades de corriente y potencia significativas de 35 1.12 mA/m y 12.25 1.05 mW/m, respectivamente. Además, en las dos cepas representativas, se notaron la eliminación de la demanda química de oxígeno y la eficiencia coulómbica. Se tomaron muestras de la cámara del ánodo del efluente para medir la efectividad de la eliminación de la demanda química de oxígeno. El agua residual tenía un contenido inicial de demanda química de oxígeno de 350 mg/L en promedio. Las cepas A1 y A2 descompusieron el 94.28% y el 91.71%, respectivamente, del sustrato orgánico, según los valores de eficiencia de eliminación de la demanda química de oxígeno después de 72 h. Las cepas A1 y A2 tuvieron eficiencias de oxidación de donadores de electrones durante 72 h del 54.1% y 60.67%, respectivamente. La eficiencia coulómbica aumentó a medida que disminuyó la demanda química de oxígeno, lo que indica una mayor electroactividad microbiana. Con las cepas representativas A1 y A2, se obtuvieron eficiencias coulómbicas del 10% y 3.5%, respectivamente, en la celda de combustible microbiana. Los hallazgos de este estudio avanzan significativamente en el campo como una fuente viable de tecnología de energía para energías alternativas en el futuro, lo cual es importante dado el agotamiento de los recursos naturales.
Descripción
Los recursos naturales son escasos y el ecosistema se está dañando como resultado del uso excesivo de combustibles fósiles. Se desea mucho la creación de tecnología novedosa para investigar fuentes de energía renovables y sostenibles. Los microorganismos han recibido mucho interés recientemente por su potencial para transformar residuos orgánicos en energía sostenible y productos de alto valor. Se espera que se estudien nuevos exoelectrógenos que puedan transmitir electrones a electrodos y eliminar contaminantes específicos de aguas residuales. En este estudio, examinamos tres muestras distintas (según la demanda química de oxígeno y el pH) que pueden usarse como anolitos para generar energía en celdas de combustible microbianas de cámara simple y doble utilizando electrodos de grafito. Se estudió el agua residual de granjas avícolas como un anolito exoelectrogénico para la generación de energía en celdas de combustible microbianas. El estudio examinó 10 cepas bacterianas diferentes, numeradas de A1 a A10. Debido a su capacidad altamente anticipada para metabolizar productos químicos orgánicos/inorgánicos, la diversa gama de microorganismos encontrados en el agua residual avícola nos inspiró a investigar la viabilidad de generar electricidad utilizando celdas de combustible microbianas. De las cepas bacterianas investigadas, las mayores salidas de voltaje fueron producidas por las cepas A1 y A2, respectivamente, a 402 mV y 350 mV. Entre las 10 cepas bacterianas diferentes, la cepa A6 generó la menor cantidad de electricidad, midiendo 35.03 mV. Además, se logró una densidad de potencia máxima de 16.16 1.02 mW/m en la celda de combustible microbiana utilizando la cepa A1, superando significativamente a la celda de combustible microbiana que utilizaba un medio estéril. La cepa A2 mostró densidades de corriente y potencia significativas de 35 1.12 mA/m y 12.25 1.05 mW/m, respectivamente. Además, en las dos cepas representativas, se notaron la eliminación de la demanda química de oxígeno y la eficiencia coulómbica. Se tomaron muestras de la cámara del ánodo del efluente para medir la efectividad de la eliminación de la demanda química de oxígeno. El agua residual tenía un contenido inicial de demanda química de oxígeno de 350 mg/L en promedio. Las cepas A1 y A2 descompusieron el 94.28% y el 91.71%, respectivamente, del sustrato orgánico, según los valores de eficiencia de eliminación de la demanda química de oxígeno después de 72 h. Las cepas A1 y A2 tuvieron eficiencias de oxidación de donadores de electrones durante 72 h del 54.1% y 60.67%, respectivamente. La eficiencia coulómbica aumentó a medida que disminuyó la demanda química de oxígeno, lo que indica una mayor electroactividad microbiana. Con las cepas representativas A1 y A2, se obtuvieron eficiencias coulómbicas del 10% y 3.5%, respectivamente, en la celda de combustible microbiana. Los hallazgos de este estudio avanzan significativamente en el campo como una fuente viable de tecnología de energía para energías alternativas en el futuro, lo cual es importante dado el agotamiento de los recursos naturales.