Strategie per aumentare la risposta in potenza delle MFCs.

Nell’ambito della risoluzione dei problemi legati al consumo dell’acqua come risorsa e dello smaltimento di reflui contenenti carichi organici, è di grande importanza prendere in considerazione tecnologie in grado di garantire un approccio risolutivo che rispecchi i principi dell’economia circolare. L’aumento della domanda di energia legata ai processi di gestione dell’acqua è tra le tematiche più rilevanti. Un’alternativa tecnologica emergente è la cella a combustibile microbica (MFC), un dispositivo bio-elettrochimico che trasforma direttamente l’energia chimica dei composti organici presenti nelle acque reflue in energia elettrica. Il limite della MFC è la bassa potenza erogata, pertanto una possibile soluzione è di integrare la cella microbica con supercondenstaori (SC), cioè sono sistemi elettrochimici di accumulo dell’energia di elevata potenza. L’obiettivo di questa tesi è la realizzazione di un “bio-based SC” attraverso materiali e processi sostenbili che possa essere integrato in una MFC. In particolare, sono stati realizzati elettrodi di SC utilizzando un legante processabile in acqua, l’alginato, e antracite con lo scopo di dimostrare la valorizzazione di tale risorsa nel settore energy storage. Le prestazioni di questi elettrodi sono state confrontate con quelle di un carbone commerciale di riferimento. Gli elettrodi sono stati utilizzati per assemblare un bio-based SC che utilizza acque reflue come elettrolita. L’effetto della presenza dei batteri sulle prestazioni del SC è stato studiato mediante tecniche elettrochimiche. Lo studio ha dimostrato che la presenza dei batteri e l’utilizzo di acque reflue come elettrolita hanno un effetto positivo sulla risposta capacitiva dei SC che risulta confrontabile con quella di SC commerciali. I risultati ottenuti in questa tesi sono particolarmente innovativi e rappresentano uno spunto per la realizzazione di un nuovo concetto di living-bio-SC.