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Development of a Photosynthetic Microbial Electrochemical Cell (PMEC) Reactor Coupled with Dark Fermentation of Organic Wastes: Medium Term Perspectives

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Tipo di pubblicazione: Articolo su rivista
Tipologia MIUR: Contributo su Rivista > Articolo in rivista
Titolo: Development of a Photosynthetic Microbial Electrochemical Cell (PMEC) Reactor Coupled with Dark Fermentation of Organic Wastes: Medium Term Perspectives
Autori: S. Bensaid; B. Ruggeri; G. Saracco
Autori di ateneo:
Titolo del periodico: ENERGIES
Tipo di referee: Esperti anonimi
Editore: MDPI
Volume: 8
Intervallo pagine: pp. 399-429
Numero di pagine: 31
ISSN: 1996-1073
Abstract: In this article the concept, the materials and the exploitation potential of a photosynthetic microbial electrochemical cell for the production of hydrogen driven by solar power are investigated. In a photosynthetic microbial electrochemical cell, which is based on photosynthetic microorganisms confined to an anode and heterotrophic bacteria confined to a cathode, water is split by bacteria hosted in the anode bioactive film. The generated electrons are conveyed through external "bio-appendages" developed by the bacteria to transparent nano-pillars made of indium tin oxide (ITO), Fluorine-doped tin oxide (FTO) or other conducting materials, and then transferred to the cathode. On the other hand, the generated protons diffuse to the cathode via a polymer electrolyte membrane, where they are reduced by the electrons by heterotrophic bacteria growing attached to a similar pillared structure as that envisaged for the anode and supplemented with a specific low cost substrate (e.g., organic waste, anaerobic digestion outlet). The generated oxygen is released to the atmosphere or stored, while the produced pure hydrogen leaves the electrode through the porous layers. In addition, the integration of the photosynthetic microbial electrochemical cell system with dark fermentation as acidogenic step of anaerobic digester, which is able to produce additional H2, and the use of microbial fuel cell, feed with the residues of dark fermentation (mainly volatile fatty acids), to produce the necessary extra-bias for the photosynthetic microbial electrochemical cell is here analyzed to reveal the potential benefits to this novel integrated technology. OPEN
Data: 2015
Status: Pubblicato
Lingua della pubblicazione: Inglese
Parole chiave:
Dipartimenti (originale): DISAT - Dipartimento Scienza Applicata e Tecnologia
Dipartimenti: DISAT - Dipartimento Scienza Applicata e Tecnologia
URL correlate:
Area disciplinare: Area 09 - Ingegneria industriale e dell'informazione > CHIMICA INDUSTRIALE E TECNOLOGICA
Area 09 - Ingegneria industriale e dell'informazione > IMPIANTI CHIMICI
Area 03 - Scienze chimiche > FONDAMENTI CHIMICI DELLE TECNOLOGIE
Data di deposito: 04 Feb 2015 12:47
Data ultima modifica (IRIS): 18 Apr 2016 14:42:45
Data inserimento (PORTO): 20 Apr 2016 07:00
Numero Identificativo (DOI): 10.3390/en8010399
Permalink: http://porto.polito.it/id/eprint/2588355
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Citazioni:

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