Entropic Performance of Proton-Exchange Membrane through Current Density, Temperature, Pressure, Membrane Thickness and Humidity

The fuel cell is a renewable technology which utilizes the hydrogen fuel via oxidation to generate electricity. The development of the technology is being focused on the most effective configurations of these processes to balance availability, efficiency and capacity. A meta-study has been conducted with the aim to analyze fuel cell performance was analysed of different materials such as; Solid Oxide fuel cells, Nafion and Peresulfuric acid under a series of variables: current density, temperature, pressure, membrane thickness and humidity. The reaction kinetics at high temperatures allow for greater hydrogen and oxygen permeability and solubility but are limited by proton conductivity of membrane at high temperature. From meta-study outcome, the largest improvement in current density is achieved by improving cathode polarity and membrane permeability. Optimizing H+ ion concentration is done by increasing humidity through increased pressure

Análisis de la Eficiencia de la Generación Eléctrica de un Agente Biológico en un Sistema Bioelectroquímico

La celda de combustible microbiana (CCM) es una nueva tecnología en desarrollo que permite producir energía de manera limpia sin contaminar el medio ambiente usando uno o más microorganismos que mediante su respiración celular son capaces de metabolizar electrones por tanto energía eléctrica. En el presente trabajo de investigación se diseñó y se construyó una celda de combustible microbiana usando una membrana de intercambio protónico (MIP) Nafion 117, electrodos de grafito de alta densidad y como agente biológico se aisló una bacteria nativa a partir de biomasa residual de origen porcícola a éste agente bacteriano se le evaluó el desempeño de la generación eléctrica. El sistema trabajó en régimen Batch que fue inoculado con la bacteria E. faecium, el cual estuvo funcionando por 10.000 minutos de manera continua, los resultados muestran produciendo una media de producción energética de 3 kJ y una media máxima de densidad de potencia de 4.5 watt/ m2 y la máxima densidad de corriente de 6.0 amperios / m2. El sustrato usado fue el caldo BHI que mostró un buen rendimiento en el metabolismo de la bacteria para su generación de energía eléctrica. Por tanto se puede concluir que es posible generar energía eléctrica con el microorganismo E. faecium. Palabras clave: celdas de combustible microbiana, E. faeciu

Identificación de un consorcio microbiano proveniente de relaves mineros que permita la generación de electricidad en una CCM

Las celdas de combustible microbianas son una tecnología innovadora, que cada vez está tomando más impacto en la sociedad investigadora como en la social debido a que es un tipo de tecnología que generaría energía sin contaminar el medio ambiente usando un microorganismo o un consorcio de ellos, que, mediante su respiración celular, pueden llegar a generar electrones, es decir, energía eléctrica. Como sabemos el Perú al ser un país dependiente económicamente de la explotación minera, conlleva a generar grandes cantidades de residuos mineros, lodos activados y distintas pilas de lixiviados que son considerados un desperdicio altamente disponible que no tiene un valor industrial. En la presente investigación se diseñó una Celda de Combustible Microbiana, en la cual se tomó un relave minero proveniente del Centro de entrenamiento y procesos metalúrgicos Minera Porvenir S.A.C, se caracterizó fisicoquímicamente el relave minero mostrando un pH de 7.5 y una gran concentración de metales; donde se tomó mayor énfasis en la Plata, Plomo Cobre y Zinc. Se logró el aislamiento, identificación y caracterización molecular de bacterias presentes en el relave minero de mayor eficiencia con un tratamiento con Tween 80 al 1%, obteniendo así a las familias de microorganismos: Serratia, Erwinia, Rhodococcus, Agrobacterium y Acinetobacter. La celda de combustible microbiana tuvo como diseño un modelo tipo H, con tubos como conexión entre las cámaras separadas por una membrana, se utilizó como electrodo placas de grafito de alta densidad para el mejor transporte de los electrones. En la primera corrida experimental se analizó la concentración de metales dentro del relave minero, antes y después del proceso en la celda de combustible microbiana, donde se pudo comprobar que el consorcio podría funcionar no solo en la generación de electricidad, sino también para el tratamiento de estos lodos activados; ya que la concentración de los metales en mg/L disminuyó a menos de la mitad. En la segunda comparación se tuvo la implicancia de la resistencia externa dentro de las celdas de combustible microbianas, demostrándose que si hay una diferencia significativa de generación de electricidad entre el empleo de diferentes resistencias externas mostrando valores de 0.36283 W/m2 para la resistencia de 470 Ω, 0.37418 W/m2 para 500 Ω, 0.41337 W/m2 para 510 Ω y 0.28808 W/m2 para la resistencia externa de 560 Ω.; demostrándose que para poder producir electricidad, hubo dentro de la CCM una oxido reducción. Con estos resultados se comprobó que el consorcio microbiano pudo biorremediar el relave minero, pudo generar electricidad siendo una celda de combustible microbiana de pequeña escala. Palabras clave: celdas de combustible microbianas, CCM, Relave minero, lodo activado, resistencias externas.Tesi

Market Risks and Strategies in Power Systems Integrating Renewable Energy

Energy businesses are going through a series of swift and radical transformations to meet the growing demands for sustainable energy. The integration of wind and solar introduces more low marginal costs suppliers to power markets, as no fuels are needed to produce electricity. Most power produced by renewable energy sources is however variable and difficult to predict by nature, putting current power system operations under pressure and causing prices to fluctuate heavily. Increased competition, new production technologies and volatile prices completely changed operations in today’s power markets. In this dissertation, we assess the integration of intermittent renewable energy sources in relation to agents' risk preferen