Novasinergia 2021, 4(1), 164-180. https://doi.org/10.37135/ns.01.07.10 http://novasinergia.unach.edu.ec
Artículo de Revisión
Generación de energía eléctrica y tratamiento de aguas residuales mediante
celdas de combustible microbianas
Electric power generation and wastewater treatment using microbial fuel cells
Mireya Sánchez
1,2
, Lenys Fernández
1*
, Patricio Espinoza-Montero
1*
1
Escuela de Ciencias Químicas, Pontificia Universidad Católica del Ecuador, Quito, Ecuador, 17012184; mires-40@hotmail.com;
pespinoza646@puce.edu.ec
2
Facultad de Ciencias Agropecuarias y Ciencias Naturales, Universidad Técnica de Cotopaxi, Latacunga, Ecuador, 0501491
*Correspondencia: lmfernandez@puce.edu.ec
Citación: Sánchez, M.,
Fernández, L., & Zevallos, I., &
Espinoza-Montero, P., (2021).
Generación de energía eléctrica
y tratamiento de aguas
residuales mediante celdas de
combustible microbianas.
Novasinergia. 4(1). 164-180.
https://doi.org/10.37135/ns.01.
07.10
Recibido: 10 abril 2020
Aceptado: 20 mayo 2021
Publicación: 01 junio 2021
Resumen: El agua es el recurso vital para los seres vivos, sin embargo,
durante los últimos años su calidad se ha deteriorado convirtiéndose en
un problema de contaminación a nivel mundial. Por otro lado, la crisis
energética no permite que la población tenga una buena calidad de vida,
lo que detiene de cierta manera, el desarrollo. Debido a ello, se requiere
opciones para el tratamiento de agua residual y generación de energía
eléctrica, siendo las celdas de combustible microbianas (MFCs, por sus
siglas en inglés) una tecnología emergente que ha permitido una alianza
entre las dos problemáticas. Las MFCs, aprovechan el metabolismo de
las bacterias para el tratamiento de agua residual generando a su vez
energía. En la presente obra se realiza una revisión, en base a
investigaciones recientes, de los aspectos más importantes que rigen el
funcionamiento de las MFCs, tales como clasificación, componentes,
mecanismos de funcionamiento, actividad microbiana y material de
electrodos. A partir del análisis de la información recolectada, se puede
concluir que la generación de bioelectricidad a partir del tratamiento de
aguas residuales es posible con esta tecnología que ha tomado mucha
fuerza en los últimos años con resultados alentadores.
Novasinergia
ISSN: 2631-2654
Palabras clave: Agua residual, bioelectricidad, celdas de combustible
microbianas, electrodos, energía eléctrica, microorganismos.
Copyright: 2021 derechos
otorgados por los autores a
Novasinergia.
Este es un artículo de acceso
abierto distribuido bajo los
términos y condiciones de una
licencia de Creative Commons
Attribution (CC BY NC).
(http://creativecommons.org/li
censes/by/4.0/).
Abstract: Water is a vital resource for living beings; however, during the last
years, its quality has deteriorated, becoming a global pollution problem. On the
other hand, the energy crisis does not allow the population to have a good quality
of life, which stops in a certain way, the development. Because of this, options
for wastewater treatment and electric power generation are required, being
microbial fuel cells (MFCs), a representative technology that has allowed an
alliance between the two problems. The MFCs take advantage of the metabolism
of the bacteria for the treatment of wastewater while generating energy. In this
work, based on recent research, the most important aspects that govern the
operation of MFCs, such as classification, components, operating mechanisms,
microbial activity, and electrode material. From the analysis of the information
collected, it can be concluded that the generation of bioelectricity from
wastewater treatment is possible with this unique technology that provides
encouraging results.
Keywords: Bioelectricity, electrical energy, electrodes, microbial fuel cells,
microorganisms, wastewater.
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1. Introducción
La disminución de la contaminación ambiental constituye un reto para la humanidad, ya que
gran parte se ha originado por actividades ejecutadas por el hombre. Es por ello que, el desarrollo
sostenible se ha planteado para realizar un cambio integral enfocado a la naturaleza y los seres
humanos, considerando el sentido de responsabilidad y perdurabilidad de los recursos para las
actuales y futuras generaciones (López, 2020). Con el fin de cumplir con lo establecido,
investigaciones científicas recientes se enfocan en impulsar tales objetivos, dando lugar a tecnologías
amigables con el ambiente, protegiendo el suelo, aire, agua, además de brindar un beneficio social;
ejemplo sobresaliente de ello son las MFCs.
La tecnología sobre las MFCs se fundamenta en conocimientos científicos que abarcan disciplinas
como la biología, microbiología, electroquímica e ingeniería de materiales (Mohan et al., 2019) en las
que se produce energía a partir de la transformación de la materia orgánica con base en el
metabolismo bacteriano. La MFCs presenta ventajas sobre otras metodologías convencionales ya
que no genera lodos activados, no requiere aireación, se adapta a condiciones habituales y es
respetuosa con el medio ambiente, además, de la generación de electricidad que puede optimizarse
con estos dispositivos (Yaqoob, Ibrahim & Rodríguez-Couto, 2020). Es por ello, que en el presente
trabajo se discute una revisión bibliográfica de conceptos fundamentales, funcionamiento,
clasificación y aplicaciones sobre las MFCs con el fin de actualizar el conocimiento existente hasta el
presente reporte.
2. Metodología
El presente trabajo se basó en una investigación cualitativa-documental relacionada a MFCs,
la cual se fundamentó en bases de datos reconocidas como: ScienceDirects® y Google Scholar™. Se
ha enfocado en áreas ambientales relacionadas con agua (específicamente residual). Las palabras
claves utilizadas: MFCs, Water MFCs, Review microbial fuel cells y otros, con relación a
microbiología, química y ambiente, comprendido desde el año 2015.
3. Resultados
Durante los últimos años, el tratamiento de efluentes basado en la electroquímica ha
brindado resultados impresionantes ante su eficiencia para la remediación de contaminantes a partir
de aguas y suelos. Además, da paso a la generación de energías renovables y su posible aplicación
a escala macro, especialmente en zonas que carecen de energía eléctrica (Ganiyu, Martínez-Huitle,
& Rodrigo, 2020). El diseño de una MFCs es un factor clave en el rendimiento, tratamiento de agua
residual y producción de electricidad para futuras aplicaciones a nivel industrial (Munoz-Cupa, Hu,
Xu & Bassi, 2021). De manera general los dispositivos MFCs se asemejan a baterías y las más
comunes constan de dos cámaras compuestas de un bioánodo (biológico) además de un cátodo
(abiótico), conectados por un cable eléctrico y separados por una membrana de intercambio de
protones (Rahimnejad, Asghary & Fallah, 2020). El metabolismo de los microorganismos, procesos
de oxidación de la materia orgánica, permite la transferencia de electrones hacia el ánodo de soporte
y este a su vez lleva los electrones hacia el cátodo (Munoz-Cupa et al., 2021).
Cabe recalcar la influencia que poseen los electrodos en el rendimiento y costo del sistema, por ello
se requieren que estén conformados por materiales que permitan ser rentables y aplicables a diversas
escalas, lo cual es un gran desafío. Uno de los elementos más utilizados en los últimos años, es el
carbono, debido a la estabilidad química que presenta, alta conductividad, biocompatibilidad y bajo
costo (Zhang, Liu, Van der Bruggen & Yang, 2017). Sin embargo, también se puede mencionar que
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se ha extendido el uso de nanocompuestos en base a grafeno, polianilina y nanotubos de carbono,
entre otros (Kaur, Marwaha, Chhabra, Kim, & Tripathi, 2020).
3.1. Funcionamiento MFCs
Las MFCs se considera como un reactor bioelectroquímico directo, en el cual se transforma
energía química en eléctrica con una particular participación de bacterias. Las MFCs requieren de
microorganismos para convertir la energía química, presente en el agua como sustrato, en energía
eléctrica, mediante la transferencia de electrones generados por su actividad metabólica oxidativa
hacia el ánodo. Los electrones entran en el circuito eléctrico y son llevados al cátodo donde pueden
ser utilizados en diferentes procesos de reducción. El proceso anódico hace posible la degradación
de la materia orgánica, la purificación del agua y la generación de electrones (Deval et al., 2017), por
otro lado, sobre el cátodo se puede llevar a cabo la biorremediación de compuestos tales como
xenobióticos o metales pesados (Kumar, Yadav, & Patil, 2020). Las MFCs se las puede clasificar por
el tipo de sustrato que las alimenta, por el tipo de baterías, tipo de bacterias, biopelículas adheridas
a la superficie del electrodo, por sus características electroquímicas, por los factores químicos y
elementos físicos que influyen en el rendimiento y por su arquitectura. En un sistema de MFCs, la
bioelectricidad se puede generar por organismos heterotróficos y fotosintéticos o combinados (Ishii
et al., 2013)
3.2. Clasificación MFCs
MFCs son dispositivos bioelectroquímicos, los cuales permiten la conversión de energía
química desde compuestos orgánicos e inorgánicos en electricidad utilizando microorganismos
como catalizadores. Existen diversos diseños, sin embargo, los más utilizados son:
3.2.1. MFCs Heterótrofos
Las MFCs heterótrofos generan energía eléctrica a gracias al proceso metabólico de la
respiración microbiana, en el cual continuamente se requiere de un suministro de materia orgánica.
Están compuestas por cámaras anódicas y catódicas, separadas por una membrana de intercambio
de protones (PEM, por sus siglas en inglés), la cual permite el paso de H
+
(u otros cationes) al cátodo.
Debido a la diferencia de carga, los electrones se transportan a la cámara catódica por medio de un
circuito eléctrico externo que conecta al ánodo y cátodo (Repuello, Ticllausaca, & Román, 2020); de
tal manera, que los microorganismos oxidan la materia orgánica de la zona anódica completando la
respiración y a su vez transfieren electrones al ánodo, proceso en el cual la energía química es
capturada.
Las coenzimas dinucleótido de nicotinamida y adenina (NAD
+
) y nicotinamida adenina
dinucleótido deshidrogenasa (NADH) involucradas en el proceso, se oxidan y reducen con el fin de
sintetizar ATP como se muestra en la figura 1 (Comeau, 2017). En el desarrollo de MFCs se
implementan estrategias para incrementar la eficiencia metabólica y optimizar la transferencia de
electrones desde la biopelícula al electrodo. Donantes de electrones como materia orgánica, se
oxidan electroquímicamente debido al crecimiento de bacterias activas generando la biopelícula
(Kiran & Patil, 2019), la cual también se define como comunidades de microorganismos adheridos a
superficies bióticas o abióticas (Seow et al., 2016). Los microorganismos electroquímicamente activos
mejorarán la eficiencia ya que maximizan las densidades de corriente y por ende la eficiencia
energética (Obileke, Onyeaka, Meyer & Nwokolo, 2021).
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Figura.1: Bioenergética bacteriana (Comeau, 2017).
3.2.2. MFCs fotosintéticas
Estas MFCs son conocidas como células bio-solares, dado que producen energía eléctrica
basado en reacciones biocatalíticas por organismos fotosintéticos, entre los más conocidos algas o
cianobacterias. Se fundamentan en la fotosíntesis, donde microorganismos capturan energía del sol
para convertir el dióxido de carbono y agua, en oxígeno y carbohidratos necesarios para la
respiración. Se liberan electrones hacia las vías de transferencia extracelulares y el flujo eléctrico al
cátodo por medio del circuito eléctrico externo (Figura 2). A su vez los protones liberados se
difunden desde la cámara anódica a la catódica para combinarse con electrones y oxígeno y de esa
forma producir agua (Obileke et al., 2021); haciendo posible la generación de electricidad a partir de
energía solar sin necesidad de materia orgánica, únicamente aumentando el potencial
electroquímico en la celda para dividir y recrear agua, produciendo oxígeno, protones y electrones
(Bazdar, Roshandel, Yaghmaei & Mardanpour, 2018).
Figura 2: Esquema fotosintético MFCs. Adaptado de Bazdar et al., 2018.
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3.2.3. MFCs híbridas
Las MFCs híbridas son consideradas como una tecnología prometedora respecto a las MFCs
independientes, sin embargo, se requiere reducir costos, e incrementar la productividad.
Comprende procesos tales como físicos (desorción, membrana biorreactores), químicos (electro-
fenton, fotoquímico) y biológicos (electrólisis) como lo menciona (Zhang et al., 2019). Este sistema
integra organismos heterótrofos (oxidan la materia orgánica y transferencia de electrones al ánodo)
y fotosintéticos (proporcionan oxígeno in situ, el cual es un catalizador sostenible para el cátodo)
encargados de generar electricidad (Obileke et al., 2021).
3.3. Componentes de las MFCs
Una MFC consta de dos cámaras, anódica y catódica, mismas que contienen al ánodo y
cátodo respectivamente, separadas por PEM, como se muestra en la figura. 3, en donde los
microorganismos en la parte anódica proceden a degradar la materia orgánica de forma anaerobia
con el fin de liberar electrones. Estos son transportados al cátodo por medio de un circuito externo,
de igual forma los protones generados, serán selectivamente conducidos por la membrana de
intercambio. Ambos productos dados en la cámara anódica pasarán al cátodo y reaccionarán con el
oxígeno para producir agua (Ancona et al. 2020).
Figura 3: Esquema MFCs. Adaptado de Choi & Ahn (2015).
Los materiales de los cuales generalmente se construyen las cámaras para las MFCs son vidrio,
policarbonato y plexiglás (Kitafa & Al-saned, 2021). Con el fin de lograr una eficiente transferencia
de electrones y adhesión microbiana se debe considerar forma y porosidad de la superficie del
electrodo. Para los electrodos comúnmente se usa papel y tela de carbón, grafito y fieltro de grafito,
acero inoxidable, cerámica (Kalathil, Patil & Pant, 2018), platino o materiales catalíticos de Pt-negro
(Kitafa & Al-saned, 2021). La cámara anódica debe alimentase de sustratos orgánicos, que serán
utilizados por los microrganismos para producir los electrones que fluirán al cátodo por el circuito
externo, no obstante, debido a las características biológicas de MFCs, los electrodos deben promover
la adhesión celular y poseer una tendencia limitada a la contaminación tanto química y biológica,
siendo el material de carbono los más utilizados, además de rentabilidad y facilidad de producción
(Jatoi et al., 2021)
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3.3.1. Microorganismos
En las MFCs, para la eficiente transferencia de electrones se requiere de la formación de una
biopelícula en la superficie del ánodo (Guo, Wang, Zhang, Wen & Li, 2020). Con base en los estudios
realizados las especies responsables en gran parte de la población microbiana son: Geobacter,
Shewanella además de Proteobactor, Pseudomonas, Firmicutes, Acidobacteria y el reino de los hongos. No
obstante, las bacterias fotosintéticas también son eficientes en estos sistemas debido a la eliminación
de dióxido de carbono. Se ha propuesto la relación sinérgica entre bacterias fotosintéticas y
heterótrofas (Liu & Choi, 2017), en este punto es importante resaltar el uso de algas como
Leptolyngbya sp para este fin (Maity et al., 2014). De manera general los microrganismos gram
negativos pertenecen a su vez a la clasificación de electrígenos que poseen una capa celular externa
que se adapta al sistema. Por último, se han utilizado cultivos mixtos de población microbiana, por
ejemplo, comunidad microbiana natural de aguas residuales domésticas, sedimentos de aguas
marinas y lacustres, así como aguas residuales de cervecerías (Yang & Chen, 2021).
3.3.2. Plantas y sustratos
La generación de bioelectricidad se puede lograr a través de consorcios microbianos como
resultado de la degradación de la materia orgánica. Al hacer referencia a una celda de combustible
microbiana vegetal (PMFC, por sus siglas en inglés), se relaciona a las plantas y microrganismos en
la sección de la rizosfera para convertir la energía solar en electricidad. En su mayoría plantas
pantanosas resistentes a la sal (como Glyceria máxima), pero además se requiere analizar
características como morfología de la raíz, eficiencia fotosintética, entre otras (Nitisoravut & Regmi,
2017).
Por otro lado, se debe examinar los sustratos orgánicos en las MFCs que permitan la digestión
anaeróbica ya que proporciona carbono (nutrientes) y son fuentes de energía. Siendo en aguas
residuales las más usadas para producir electricidad de manera continua (Sheikh, Karmaker,
Solayman, & Mayna, 2018), incluyendo las provenientes de la industria del petróleo (Allami, Hasan,
Redah, Hamody & Abd Ali, 2018), desecho de lodos (Ardakani & Gholikandi, 2020) restos de frutas
y verduras (Logroño, Ramírez, Recalde, Echeverría, & Cunachi, 2015), y sustratos simples como
glucosa, acetato, propionato y butirato (Sun, Zhang, Wu, Dong & Angelidaki, 2019). Destacándose
acetato y glucosa, debido a que son los más utilizados en investigaciones, sin embargo, existe
múltiples estudios que usan agua residual, doméstica e industrial como sustrato y catalizador
(Dannys, Green, Wettlaufer, Madhurnathakam, & Elkamel, 2016)
3.3.3. Membrana de Intercambio de protones (PEM)
El objetivo principal la PEM es evitar la mezcla del catolito y analito, además del intercambio
de protones entre los dos compartimientos. No obstante, el adecuado funcionamiento de las MFCs
puede verse afectado por elevadas temperaturas, incrementos en la resistencia del sistema y alto
costo de los materiales; aunque se puede evidenciar estudios que mitigan estos inconvenientes (Kim
& Patel, 2020).
Las PEM son utilizadas con mayor frecuencia en MFCs de dos cámaras, conectadas directamente al
cátodo para facilitar el transporte de protones en el sistema (Lee, Kim & Cho, 2015). Por otro lado,
se debe considerar que puede ocurrir su degradación con el paso del tiempo debido a reacciones
físicas, químicas y biológicas (Flimban, Hassan, Rahman, & Oh, 2020). Las PEMs mantienen un
equilibrio tanto de iones y electrones, siendo vital su presencia en el sistema para la mejora del
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rendimiento, dado que la conductividad del protón permite acelerar la cinética de la reacción
electroquímica (Choi et al., 2012).
3.3.4. Arquitecturas de las MFCs
El diseño y arquitectura de las MFCs varían por número de cámaras y modo de operación:
a.- MFCs dos cámaras
Como su nombre lo indica, consta de dos cámaras (anódica y catódica) separadas por una membrana
de intercambio iónico, siendo la forma más conocida y utilizada en laboratorios (Li et al., 2018b).
b.- MFCs cámara única
Posee una cámara anódica acoplada con un cátodo al aire, al cual se trasladan electrones y protones
(Al Lawati, Jafary, Baawain & Al-Mamun, 2019).
c.- MFCs apilado
Se basa en la integración de MFCs interconectados en serie o paralelo y se dan en base a electrodo y
flujo hidráulico como lo menciona Tharali, Sain & Osborne (2016):
- Conexiones de electrodos en serie en modo de flujo paralelo.
- Conexión de electrodos en paralelo en modo de flujo paralelo.
- Conexiones de electrodos en serie en modo de flujo en serie.
- Conexión de electrodos en paralelo en modo de flujo en serie modo.
De acuerdo con estudios realizados por Choi & Ahn (2013), se han obtenido mejores resultados en
la reducción de contaminantes con la última clasificación tanto para la diminución de la Demanda
Química de Oxígeno (DQO), como en eficiencia coulumbica y densidades de potencias máximas.
d.- MFCs tubular
Utilizadas para el tratamiento de carga orgánica en bajas concentraciones. El diseño tubular permite
distribuir de forma reproducible bioprocesos, permitiendo ejecutar etapas de pulido, reduciendo los
requerimientos para la obtención de energía en el tratamiento de agua (Me & Bakar, 2020).
e- MFCs múltiples ánodos y cátodos
Incorpora múltiples MFCs en una sola celda como se muestra en la figura 4; con la ventaja de generar
mayor energía, menor costo y superficie requerida; obteniendo una eficiencia similar a la alcanzada
de manera unitaria con las celdas. A pesar de ello, se debe considerar que la DQO es un limitante
para el rendimiento debido al incremento de la densidad de potencia (Jiang et al., 2011).
3.3.5. Mediadores redox
Para la transferencia de los electrones formados en la degradación, se requiere de compuestos
con potencial redox bajo (mediadores redox) en el medio de reacción, los cuales extraen los
electrones de las reacciones metabólicas y los transporta al ánodo. Entre las características que debe
poseer un mediador redox, se encuentran formar un par redox reversible sobre el electrodo,
vincularse a NADH y tener un valor potencial negativo alto, estabilidad en estado oxidado y
reducido, además de ser soluble en medio acuosos y de baja toxicidad (Martinez & Alvarez, 2018).
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Como ejemplo de mediadores redox utilizados en varias MFCs, se pueden mencionar PQQ (Pirrol
quinolina quinona) (Rosenbaum, He, & Angenent, 2011); riboflavina, AQS (antraquinona-2-
sulfonato) (Adelaja, Keshavarz & Kyazze, 2015) y Antraquinona-2,6-disulfonato (AQDS), siendo
esta última la que permanecería electroquímicamente activa por un periodo más largo de tiempo,
especialmente en el tratamiento de colorantes azoicos y degradación de materia orgánica (Tamirat,
Guan, Liu, Luo, & Xia, 2020).
Figura 4: Diagrama de MFC múltiples ánodos y cátodos. Adaptado de Jiang et al., 2011.
3.3.6. Electrodos
En el cátodo de una MFCs los protones, electrones y oxígeno forman agua, y el área de
superficie electródica influye significativamente en la generación de bioelectricidad. Entre los
materiales comúnmente utilizados son Pt- revestidos, tela de carbón (aunque poseen elevados
costos), gránulos de grafito, carbón activado, entre otros. Por otro lado, la transferencia de electrones
del ánodo al cátodo se da por un circuito externo, compuesto principalmente de gránulos, varillas,
placas y materiales fibrosos (fieltro, espuma, malla, tela, papel y fibras) (Kalathil et al., 2018). Durante
los últimos años, se ha reconocido la importancia de los nanomateriales para electrodos ya que
mejoran considerablemente propiedades mecánicas, físicas y térmicas, similares a los que se
presenta con acero inoxidable tales como nanocompuestos de grafeno, polianilina, nanotubos de
carbón que permitirían mejorar el sistema, además de convertirse en un catalizador eficaz (Kaur et
al., 2020).
3.4. Aplicaciones
Las MFCs es una tecnología ecológica que permite la simultánea generación de energía y
tratamiento de agua residual, basado en diversos procesos de microorganismos, aplicado a campos
y con diferentes compuestos como sustratos y diversos medios contenidos en las cámaras
(Sonawane, Ezugwu, & Ghosh, 2020), además, de diversos materiales de electrodos, donde su
aplicación en la reducción de diversos contaminantes ha sido significativa. Como se muestra en la
tabla 1 el % de reducción de la DQO logrado en aguas residuales es alentador.
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Tabla 1: Tratamiento de agua residual y bio-remediación mediante MFCs.
Debido a las ventajas y versatilidad que brindan las MFCs, en los últimos años se ha incrementado
los estudios y publicaciones, no obstante, es importante recalcar la presencia de factores que pueden
afectar el rendimiento (como se muestra en la figura 5b). La tecnología en mención intenta
beneficiarse de procesos bio-electroquímicos de la materia orgánica y metabolismo de los
microorganismos con el fin de emplear en subproductos que puedan ser aprovechables (Gajda,
Greenman & Ieropoulos, 2018). Entre ellas están generar energía directa (bioelectricidad) y a su vez
brindar un tratamiento al recurso hídrico. Sin embargo, investigaciones realizadas en laboratorio
han dado aplicaciones, además de las mencionadas, para biodetección y producción de hidrógeno
(figura 5a).
Es importante recalcar en la biodetección que se puede interrelacionar el tratamiento con un
biosensor para Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO) debido a la relación lineal entre en
rendimiento coulombico y la fuerza de las aguas residuales, presentando incluso ventajas (costo y
tiempo de vida) sobre biosensores tradicionales. De igual manera, la producción de hidrógeno al
adaptar una MFCs de doble cámara a una celda de electrólisis microbiana (Kumar, Singh &
Zularisam, 2017).
En la tabla 2, se reporta microorganismos y fuente de inóculo, sustrato y los diversos materiales
utilizados para la fabricación y adecuación de electrodos en las MFCs, que permiten la generación
de bioelectricidad en base a estudios realizados con dicho fin.
Tipo de
compuesto
a tratar
Tipo MFC
Materiales de electrodo
Porcentaje de reducción
DQO (%)
Referencias
Aguas
residuales
urbanas
Cámara doble
Electrodos de grafito
70
(Zhang, Li, Liu, 2014)
Aguas
residuales
doméstica
Flujo ascendente
en serpentín
Electrodo de aire y
carbón
79.7
(Koffi & Okabe, 2020)
Residuos
de
biodiesel
Cámara simple
Fieltro de grafito y tela
de carbono
70
(Kondaveeti et al., 2019)
MFCS PARA LA ELIMINACIÓN DE METALES PESADOS A PARTIR DE AGUA RESIDUAL
Tipo de
Compuesto
a Tratar
Tipo MFC
Materiales de electrodo
Reducción de
contaminante
Porcentaje de
reducción (%)
Referencias
Cadmio
Cámara simple
Tela de carbono
Cd (II)
90
(Chellaiah, 2018)
Mercurio
(II)
Cámara doble
Grafito
Hg (II)
98
(Kumar et al., 2020)
Cromo (VI)
Cámara doble
Fieltro de carbono
(ánodo) y tela de
carbono (cátodo)
Cr (VI)
100
(Li et al., 2018a)
Cobre (II)
Cámara doble
Placa de grafito (ánodo)
y lámina de grafito
(cátodo)
Cu (II)
99.88
(anaerobio) y
99.95
(aerobio)
(Wang, Song, Yu, Cao,
Fang, & Li, 2016)
Novasinergia 2021, 4(1), 164-180 173
Figura 5: Aplicaciones (a) y factores de rendimiento en las MFCs (b). Adaptado de Kumar et al., 2017
Tabla 2: rendimiento de pilas de combustible microbiano en la generación de bioelectricidad
4. Discusión
Los combustibles fósiles son una fuente de energía contaminante y dañina con el medio
ambiente, por lo cual es necesario optar por alternativas amigables, destacándose MFCs que resulta
un método novedoso y rentable en la conversión de materia orgánica en electricidad por medio del
metabolismo de microrganismos. Entre las diversas aplicaciones que se han establecido para MFCs,
se han brindado porcentajes alentadores para ampliar la cantidad de estudios y desarrollar factores
adecuados para mejorar los resultados obtenidos. En general, poseen un elevado costo y baja
producción de energía considerados como los principales inconvenientes; sin embargo, se
Microorganismo o fuente
de inóculo
Sustrato
Materiales de electrodo
Densidad de
corriente
(mW·m
-2
)
Referencias
Escherichia coli
Glucosa
Grafeno y carbon
434
(Kumar et al., 2014)
Shewanella putrefaciens
Lactosa
Grafeno y níquel
3903
(Qiao, Wu, Ma, He,
& Li, 2014)
Shewanella oneidensis
Lactosa
Carbón y Grafeno
162
(Zhao, Gai, Song,
Zhang, & Zhu, 2015)
Rhodopseudomonas
palustris
Agua residual
doméstica
Papel carbón (ánodo) y
tela de carbono (cátodo)
2720
(Pirbadian et al.,
2014)
Cyanobacteria
Agua residual
Fieltro de grafito (ánodo) y
tela de carbono (cátodo)
114
(Kracke, Vassilev &
Krömer, 2015)
Lodo digestor anaeróbico
Glucosa
Grafeno
85.4
(Wu et al., 2015)
Lodo activado
Acetato-sodio
Carbon
20.1
(Li et al., 2014)
Aguas residuales primarias
Ácido acético
Cepillo fibra de grafito
(ánodo) y tela de carbono
(cátodo)
835
(Baranitharan et al.,
2015)
Aguas residuales
Acetato-sodio
Carbono
939
(Liu et al., 2014)
Novasinergia 2021, 4(1), 164-180 174
implementó un sistema de flujo ascendente en serpentín, la cual además de presentar un mejor
porcentaje de reducción en DQO (tabla1) se muestra un periodo de operación de seis meses con agua
residual real como sustrato. Por otro lado, es importante recalcar la reducción de metales pesados
en agua residual especialmente en Cromo (VI), Cobre (II) y Hg (II) los cuales han dado buen
resultado en su remoción, aunque en este último no existe una elevada cantidad de estudios
recientes como en los anteriores.
A pesar de las ventajas que una MFCs presenta la densidad de potencia menor a una pila de
combustible convencionales, no obstante, al utilizar la combinación de grafeno y níquel en la
nanoestructura del ánodo ha permitido el crecimiento de las bacterias en los poros del electrodo,
logrando de esa forma alcanzar una superioridad con respecto a los demás mencionados en la tabla
2.
Conclusiones
Las MFCs es una tecnología ecológica que se encuentra en auge durante los últimos años
debido principalmente a las ventajas que presenta en la generación de electricidad y tratamiento de
aguas residuales de manera alternativa. A pesar de los beneficios aún se requieren mejoras para
alcanzar una estabilidad integral en el sistema, reducción de costos, especialmente en la selección de
microrganismos y materiales para la construcción de electrodos, factores indispensables para
alcanzar un nivel macro y una futura comercialización; especialmente en lugares donde no se tenga
acceso a fuentes de energía. Por lo cual, básicamente se deberían realizar una extensa investigación
sobre organismos y electrodos a utilizarse, ya que reducirían la complejidad de alcanzar una mayor
salida de corriente. Por otro lado, proporcionaría una solución factible relacionado al costo que
representa, de esta forma siendo una prometedora alternativa a futuro.
Contribuciones de los autores
En concordancia con la taxonomía establecida internacionalmente para la asignación de
créditos a autores de artículos científicos (https://casrai.org/credit/). Los autores declaran sus
contribuciones en la siguiente matriz:
Conflicto de Interés
Los autores deben declarar que no existen conflictos de interés de naturaleza alguna en la
presente investigación.
Sánchez
, M.
Fernández
, L.
Espinoza
-Montero, P
.
Conceptualización
Análisis formal
Investigación
Metodología
Redacción - revisión y edición
Novasinergia 2021, 4(1), 164-180 175
Agradecimiento
Los autores agradecen a la Pontificia Universidad Católica del Ecuador y CEDIA
(Corporación Ecuatoriana para el Desarrollo de la Investigación y la Academia) por su soporte
técnico y por el apoyo financiero.
Referencias
Adelaja, O., Keshavarz, T., & Kyazze, G. (2015). The effect of salinity, redox mediators and
temperature on anaerobic biodegradation of petroleum hydrocarbons in microbial fuel cells.
Journal of Hazardous Materials, 283, 211-217. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2014.08.066
Al Lawati, M. J., Jafary, T., Baawain, M. S., & Al-Mamun, A. (2019). A mini review on biofouling on
air cathode of single chamber microbial fuel cell; prevention and mitigation strategies.
Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, 22, 101370.
https://doi.org/10.1016/j.bcab.2019.101370
Allami, S., Hasan, B., Redah, M., Hamody, H., & Abd Ali, Z. D. (2018). Using low cost membrane in
dual-chamber microbial fuel cells (MFCs) for petroleum refinery wastewater treatment. In
Journal of Physics: Conference Series 1032, 012061. IOP Publishing. https://doi.org/10.1088/1742-
6596/1032/1/012061
Ancona, V., Caracciolo, A. B., Borello, D., Ferrara, V., Grenni, P., & Pietrelli, A. (2020). Microbial fuel
cell: an energy harvesting technique for environmental remediation. International Journal of
Environmental Impacts, 3(2), 168-179. https://doi.org/10.2495/EI-V3-N2-168-179
Ardakani, M. N., & Gholikandi, G. B. (2020). Microbial fuel cells (MFCs) in integration with
anaerobic treatment processes (AnTPs) and membrane bioreactors (MBRs) for simultaneous
efficient wastewater/sludge treatment and energy recovery-A state-of-the-art review.
Biomass and Bioenergy, 141, 105726. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2020.105726
Baranitharan, E., Khan, M. R., Yousuf, A., Teo, W. F. A., Tan, G. Y. A., & Cheng, C. K. (2015).
Enhanced power generation using controlled inoculum from palm oil mill effluent fed
microbial fuel cell. Fuel, 143, 72-79. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2014.11.030
Bazdar, E., Roshandel, R., Yaghmaei, S., & Mardanpour, M. M. (2018). The effect of different light
intensities and light/dark regimes on the performance of photosynthetic microalgae
microbial fuel cell. Bioresource technology, 261, 350-360.
https://doi.org/10.1016/j.biortech.2018.04.026
Chellaiah, E.R. (2018). Cadmium (heavy metals) bioremediation by Pseudomonas aeruginosa: A
minireview. Applied Water Science, 8. https://doi.org/10.1007/s13201-018-0796-5.
Choi, J., & Ahn, Y. (2013). Continuous electricity generation in stacked air cathode microbial fuel cell
treating domestic wastewater. Journal of Environmental Management, 130, 146-152.
https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2013.08.065
Choi, J., & Ahn, Y. (2015). Enhanced bioelectricity harvesting in microbial fuel cells treating food
waste leachate produced from biohydrogen fermentation. Bioresource Technology, 183, 53-60.
https://doi.org/10.1016/j.biortech.2015.01.109
Choi, T. H., Won, Y. B., Lee, J. W., Shin, D. W., Lee, Y. M., Kim, M., & Park, H. B. (2012).
Electrochemical performance of microbial fuel cells based on disulfonated poly(arylene ether
Novasinergia 2021, 4(1), 164-180 176
sulfone) membranes. Journal of Power Sources, 220, 269-279.
https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2012.07.109
Comeau, Y. Metabolismo Microbiano. En C. M. López, G. Buitrón, H. García, & F. J. Cervantes (EDs.),
Tratamiento biológico de aguas residuales: Principios, modelación y diseño (pp. 9-24) IWA
publishing. https://doi.org/10.2166/9781780409146 (pp.9-24)
Dannys, E., Green, T., Wettlaufer, A., Madhurnathakam, C. M. R., & Elkamel, A. (2016). Wastewater
treatment with microbial fuel cells: a design and feasibility study for scale-up in
microbreweries. Journal of Bioprocessing & Biotechniques, 6(1), 1-6.
https://doi.org/10.4172/2155-9821.1000267
Deval, A.S., Parikh, H.A., Kadier, A., Chandrasekhar, K., Bhagwat, A.M., & Dikshit, A.K., (2017).
Sequential microbial activities mediated bioelectricity production from distillery wastewater
using bio-electrochemical system with simultaneous waste remediation. Int. J. Hydrogen
Energy 42 (2), 1130–1141. http://dx.doi.org/10.1016/j.ijhydene.2016.11.114.
Flimban, S. G., Hassan, S. H., Rahman, M. M., & Oh, S. E. (2020). The effect of Nafion membrane
fouling on the power generation of a microbial fuel cell. International Journal of Hydrogen
Energy, 45(25), 13643-13651. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2018.02.097
Gajda, I., Greenman, J., & Ieropoulos, I. A. (2018). Recent advancements in real-world microbial fuel
cell applications. Current Opinion in Electrochemistry, 11, 78-83.
https://doi.org/10.1016/j.coelec.2018.09.006
Ganiyu, S. O., Martínez-Huitle, C. A., & Rodrigo, M. A. (2020). Renewable energies driven
electrochemical wastewater/soil decontamination technologies: A critical review of
fundamental concepts and applications. Applied Catalysis B: Environmental, 270, 118857.
https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2020.118857
Guo, Y., Wang, G., Zhang, H., Wen, H., & Li, W. (2020). Effects of biofilm transfer and electron
mediators transfer on Klebsiella quasipneumoniae sp. 203 electricity generation performance in
MFCs. Biotechnology for Biofuels,13. https://doi.org/10.1186/s13068-020-01800-1
Ishii, S. I., Suzuki, S., Norden-Krichmar, T. M., Wu, A., Yamanaka, Y., Nealson, K. H., & Bretschger,
O. (2013). Identifying the microbial communities and operational conditions for optimized
wastewater treatment in microbial fuel cells. Water research, 47(19), 7120-7130.
https://doi.org/10.1016/j.watres.2013.07.048
Jatoi, A. S., Akhter, F., Mazari, S. A., Sabzoi, N., Aziz, S., Soomro, S. A., ... & Ahmed, S. (2021).
Advanced microbial fuel cell for waste water treatment—A review. Environmental Science and
Pollution Research, 28, 5005-5019. https://doi.org/10.1007/s11356-020-11691-2
Jiang D, Curtis M, Troop E, Scheible, K., McGrath, J., Hu, B., …..Li, B. (2011). A pilot-scale study on
utilizing multi-anode/cathode microbial fuel cells (MAC MFCs) to enhance the power
production in wastewater treatment. International Journal of Hydrogen Energy. 36. 876–884.
https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2010.08.074
Kalathil, S., Patil, S. A., & Pant, D. (2018). Microbial fuel cells: electrode materials. Encyclopedia of
Interfacial Chemistry: Surface Science and Electrochemistry, 309-318.
https://doi.org/10.1016/B978-0-12-409547-2.13459-6
Kaur, R., Marwaha, A., Chhabra, V. A., Kim, K. H., & Tripathi, S. K. (2020). Recent developments on
functional nanomaterial-based electrodes for microbial fuel cells. Renewable and Sustainable
Energy Reviews, 119, 109551. https://doi.org/10.1016/j.rser.2019.109551
Novasinergia 2021, 4(1), 164-180 177
Kim, J. M., & Patel, R. (2020). Review on proton exchange membranes for microbial fuel cell
application. Membrane Journal, 30(4), 213-227.
https://doi.org/10.14579/MEMBRANE_JOURNAL.2020.30.4.213
Kiran, R., & Patil, S. A. (2019). Microbial electroactive biofilms. . In N. Krishnaraj & R. k. Sani (Eds.),
Introduction to Biofilm Engineering (pp. 159-186). https://doi.org/10.1021/bk-2019-1323.ch008
Kitafa, B. A., & Al-saned, A. J. O. (2021). A Review on Microbial Fuel Cells. Engineering and
Technology Journal, 39(1A), 1-8. https://doi.org/10.30684/etj.v39i1A.1518
Kondaveeti, S., Kim, I. W., Otari, S., Patel, S. K., Pagolu, R., Losetty, V., ... & Lee, J. K. (2019). Co-
generation of hydrogen and electricity from biodiesel process effluents. International Journal
of Hydrogen Energy, 44(50), 27285-27296. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2019.08.258
Kracke, F., Vassilev, I., & Krömer, J. O., (2015). Microbial electron transport and energy
conservation—the foundation for optimizing bioelectrochemical systems. Frontiers in
Microbiology, 6, 575. https://doi.org/10.3389/fmicb.2015.00575
Kumar, G. G., Hashmi, S., Karthikeyan, C., GhavamiNejad, A., Vatankhah‐Varnoosfaderani, M., &
Stadler, F. J. (2014). Graphene oxide/carbon nanotube composite hydrogels—versatile
materials for microbial fuel cell applications. Macromolecular Rapid Communications, 35(21),
1861-1865. https://doi.org/10.1002/marc.201400332
Kumar, R., Singh, L., & Zularisam, A. W. (2017). Microbial fuel cells: Types and applications. In L.
Singh & V. Kalia (Eds.), Waste Biomass Management–A Holistic Approach (pp. 367-384).
Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-49595-8_16
Kumar, R., Yadav, S., & Patil, S. A. (2020). Bioanode-assisted removal of Hg
2+
at the cathode of
microbial fuel cells. Journal of Hazardous, Toxic, and Radioactive Waste, 24(4), 04020034.
https://doi.org/10.1061/(ASCE)HZ.2153-5515.0000533
Lee, Y. Y., Kim, T. G., & Cho, K. S. (2015). Effects of proton exchange membrane on the performance
and microbial community composition of air-cathode microbial fuel cells. Journal of
Biotechnology, 211, 130-137. https://doi.org/10.1016/j.jbiotec.2015.07.018
Li, B., Zhou, J., Zhou, X., Wang, X., Li, B., Santoro, C., ... & Schuler, A. J. (2014). Surface modification
of microbial fuel cells anodes: Approaches to practical design. Electrochimica Acta, 134, 116-
126. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2014.04.136
Li, M., Zhou, S., Xu, Y., Liu, Z., Ma, F., Zhi, L., & Zhou, X., (2018a). Simultaneous Cr(VI) reduction
and bioelectricity generation in a dual chamber microbial fuel cell. Chemical Engineering
Journal, 334, 1621–1629. https://doi.org/10.1016/j.cej.2017.11.144
Li, X., Liu, G., Sun, S., Ma, F., Zhou, S., Lee, J. K., & Yao, H. (2018b). Power generation in dual
chamber microbial fuel cells using dynamic membranes as separators. Energy Conversion and
Management, 165, 488-494. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2018.03.074
Liu, J., Liu, J., He, W., Qu, Y., Ren, N., & Feng, Y. (2014). Enhanced electricity generation for microbial
fuel cell by using electrochemical oxidation to modify carbon cloth anode. Journal of Power
Sources, 265, 391-396. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2014.04.005
Liu, L., & Choi, S. (2017). Self-sustaining, solar-driven bioelectricity generation in micro-sized
microbial fuel cell using co-culture of heterotrophic and photosynthetic bacteria. Journal of
Power Sources, 348, 138-144. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2017.03.014
Novasinergia 2021, 4(1), 164-180 178
Logroño, W., Ramírez, G., Recalde, C., Echeverría, M., & Cunachi, A. (2015). Bioelectricity generation
from vegetables and fruits wastes by using single chamber microbial fuel cells with high
Andean soils. Energy Procedia, 75, 2009-2014. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2015.07.259
López, I. G. (2020). Desarrollo sostenible. Madrid, España: Editorial Elearning, SL.
Maity, J. P., Hou, C. P., Majumder, D., Bundschuh, J, Kulp, T. R., Chen, C. Y., … Chien-Cheng, C.
(2014). The production of biofuel and bioelectricity associated with wastewater treatment by
green algae. Energy, 78. 94–103. https://doi.org/10.1016/j.energy.2014.06.023
Martinez, C. M., & Alvarez, L. H. (2018). Application of redox mediators in bioelectrochemical
systems. Biotechnology Advances, 36(5), 1412-1423.
https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2018.05.005
Me, M. H., & Bakar, M. A. (2020). Tubular ceramic performance as separator for microbial fuel cell:
A review. International Journal of Hydrogen Energy, 45(42), 22340-22348.
https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2019.08.115
Mohan, S. V., Sravan, J. S., Butti, S. K., Krishna, K. V., Modestra, J. A., Velvizhi, G., ... & Pandey, A.
(2019). Microbial electrochemical technology: emerging and sustainable platform. In S.
Venkata Mohan, S. Varjani, & A. Pandey (Eds.) Microbial Electrochemical Technology:
Sustainable platform for Fuels, Chemicals and Remediation (pp. 3-18).
https://doi.org/10.1016/B978-0-444-64052-9.00001-7
Munoz-Cupa, C., Hu, Y., Xu, C. C., & Bassi, A. (2021). An overview of microbial fuel cell usage in
wastewater treatment, resource recovery and energy production. Science of the Total
Environment, 754, 142429. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.142429
Nitisoravut, R., & Regmi, R. (2017). Plant microbial fuel cells: A promising biosystems engineering.
Renewable and Sustainable Energy Reviews, 76, 81-89. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.03.064
Obileke, K., Onyeaka, H., Meyer, E. L., & Nwokolo, N. (2021). Microbial fuel cells, a renewable
energy technology for bio-electricity generation: A mini-review. Electrochemistry
Communications, 125, 107003. https://doi.org/10.1016/j.elecom.2021.107003
Koffi, N., J., & Okabe, S. (2020). Domestic wastewater treatment and energy harvesting by serpentine
up-flow MFCs equipped with PVDF-based activated carbon air-cathodes and a low voltage
booster. Chemical Engineering Journal, 380, 122443. https://doi.org/10.1016/j.cej.2019.122443
Pirbadian, S., Barchinger, S. E., Leung, K. M., Byun, H. S., Jangir, Y., Bouhenni, … Gorby, Y. A. (2014).
Shewanella oneidensis MR-1 nanowires are outer membrane and periplasmic extensions of the
extracellular electron transport components. Proceedings of the National Academy of Sciences of
the United States of America, 111(35):12883–12888. https://doi.org/10.1073/pnas.1410551111
Qiao, Y., Wu, X. S., Ma, C. X., He, H., & Li, C. M. (2014). A hierarchical porous graphene/nickel anode
that simultaneously boosts the bio-and electro-catalysis for high-performance microbial fuel
cells. RSC Advances, 4, 21788-21793. https://doi.org/10.1039/C4RA03082F
Rahimnejad, M., Asghary, M., & Fallah, M. (2020). Microbial fuel cell (MFC): An innovative
technology for wastewater treatment and power generation. In R. N. Bharaga & G. Saxena
(Eds) Bioremediation of Industrial Waste for Environmental Safety, Volume II: Biological Agents and
Methods for Industrial Waste Management (pp. 215-235). https://doi.org/10.1007/978-981-13-
3426-9_9
Novasinergia 2021, 4(1), 164-180 179
Repuello, B. C., Ticllausaca, A. A., & Román, F. T. (2020). Generating of electricity and municipal
wastewater treatment using microbial fuel cells (MFC) in the city of Huancavelica. South
Sustainability, 1(2), e018-e018. https://doi.org/10.21142/SS-0102-2020-018
Rosenbaum, M., He, Z., & Angenent, L. T. (2010). Light energy to bioelectricity: photosynthetic
microbial fuel cells. Current Opinion in Biotechnology, 21(3), 259-264.
https://doi.org/10.1016/j.copbio.2010.03.010.
Seow, T. W., Lim, C. K., Nor, M. H. M., Mubarak, M. F. M., Lam, C. Y., Yahya, A., & Ibrahim, Z.
(2016). Review on wastewater treatment technologies. Int. J. Appl. Environ. Sci., 11(1), 111-
126. Recuperado de http://www.ripublication.com/ijaes16/ijaesv11n1_08.pdf
Sheikh, R., Karmaker, S., Solayman, M., & Mayna, J. (2018). Bioelectricity from anaerobic co-
digestion of organic solid wastes and sewage sludge using microbial fuel cells (MFCs).
Journal of Sustainable Bioenergy Systems, 8(3), 95-106. https://doi.org/10.4236/jsbs.2018.83007
Sonawane, J. M., Ezugwu, C. I., & Ghosh, P. C. (2020). Microbial fuel cell-based biological oxygen
demand sensors for monitoring wastewater: state-of-the-art and practical applications. ACS
Sensors, 5(8), 2297-2316. https://doi.org/10.1021/acssensors.0c01299
Sun, H., Zhang, Y., Wu, S., Dong, R., & Angelidaki, I. (2019). Innovative operation of microbial fuel
cell-based biosensor for selective monitoring of acetate during anaerobic digestion. Science of
The Total Environment, 655, 1439-1447. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.11.336
Tamirat, A. G., Guan, X., Liu, J., Luo, J., & Xia, Y. (2020). Redox mediators as charge agents for
changing electrochemical reactions. Chemical Society Reviews, (20),
https://doi.org/10.1039/D0CS00489H
Tharali, A. D., Sain, N., & Osborne, W. J. (2016). Microbial fuel cells in bioelectricity production.
Frontiers in Life Science, 9(4), 252-266. https://doi.org/10.1080/21553769.2016.1230787.
Wang, H., Song, H., Yu, R., Cao, X., Fang, Z., & Li, X. (2016). New process for copper migration by
bioelectricity generation in soil microbial fuel cells. Environmental Science and Pollution
Research, 23, 13147-13154. https://doi.org/10.1007/s11356-016-6477-8
Wu, X. Y., Tong, F., Song, T. S., Gao, X. Y., Xie, J. J., Zhou, C. C., ... Wei, P. (2015). Effect of zeolite‐
coated anode on the performance of microbial fuel cells. Journal of Chemical Technology &
Biotechnology, 90(1), 87-92. https://doi.org/10.1002/jctb.4290
Yang, X., & Chen, S. (2021). Microorganisms in sediment microbial fuel cells: Ecological niche,
microbial response, and environmental function. Science of The Total Environment, 756. 144145.
https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.144145
Yaqoob, A. A., Ibrahim, M. N. M., & Rodríguez-Couto, S. (2020). Development and modificatin of
materials to build cost-effective anodes for microbial fuel cells (MFCs): An overview.
Biochemical Engineering Journal, 164, 07779. https://doi.org/10.1016/j.bej.2020.107779
Zhang P, Li K, Liu X., (2014). Carnation-like MnO2 modified activated carbon air cathode improve
power generation in microbial fuel cells. Journal of Power Sources, 264, 248–253.
https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2014.04.098
Zhang, Y., Liu, L., Van der Bruggen, B., & Yang, F. (2017). Nanocarbon based composite electrodes
and their application in microbial fuel cells. Journal of Materials Chemistry A, 5(25), 12673-
12698. https://doi.org/10.1039/C7TA01511A.
Novasinergia 2021, 4(1), 164-180 180
Zhang, Y., Liu, M., Zhou, M., Yang, H., Liang, L., & Gu, T. (2019). Microbial fuel cell hybrid systems
for wastewater treatment and bioenergy production: Synergistic effects, mechanisms and
challenges. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 103, 13-29.
https://doi.org/10.1016/j.rser.2018.12.027.
Zhao, C. E., Gai, P., Song, R., Zhang, J., & Zhu, J. J. (2015). Graphene/Au composites as an anode
modifier for improving electricity generation in Shewanella-inoculated microbial fuel cells.
Analytical Methods, 7, 4640-4644. https://doi.org/10.1039/C5AY00976F
