ELECTROCHEMICAL EVALUATION OF THE Stenocarpus sinuatus PLANT FOR BIOENERGY RECOVERY USING PLANT MICROBIAL FUEL CELLS IN THE COASTAL ENVIRONMENT OF THE ATACAMA DESERT
EVALUACIÓN ELECTROQUÍMICA DE LA PLANTA Stenocarpus sinuatus PARA LA RECUPERACIÓN DE BIOENERGÍA MEDIANTE CELDAS DE COMBUSTIBLE MICROBIANAS DE PLANTAS EN AMBIENTE COSTERO DEL DESIERTO DE ATACAMA
Ivannia Pérez-Castillo1, Dayana Arias 1,2,,3,*, Sergio Carvajal-Funes1, Sebastian Salazar1, Carlos Portillo1, Galvarino Casanueva Yáñez4, Javier Quispe5, Felipe M. Galleguillos-Madrid1,* Universidad de Antofagasta, (1) Facultad de Ingeniería, Centro de Desarrollo Energético Antofagasta (CDEA), (2) Facultad de Ciencias de la Salud, Departamento Biomédico, Centro de Investigación en Fisiología y Medicina de Altura (FIMEDALT), (3) Laboratorio de Biología Molecular y Microbiología Aplicada, (4) Facultad de Ingeniería y Negocios Universidad de Las Américas, Sede Providencia, Manuel Montt 948, Santiago, Chile. (5) 2Departamento de Ingeniería Química y Medio Ambiente, Universidad Católica del Norte, Antofagasta, Chile
Abstract
The potential of Plant Microbial Fuel Cells (PMFCs) for renewable energy generation using Stenocarpus sinuatus plants in the coastal environment of the Atacama Desert is evaluated. The electrochemical performance of PMFCs using different electrode materials (copper and AISI 316L) and configurations (series and parallel), as well as the effect of electrode size and spacing are analyzed. Maximum voltages of 0.318 V and 0.407 V were obtained using Cu/SS316L electrode pairs connected in series in three reactors. The smaller electrodes (5 × 0.5 cm²) showed better performance, attributed to lower internal resistance and higher electron transfer efficiency. The integration of PMFCs with locally adapted plants and suitable materials represents a viable strategy for decentralized clean energy generation in arid coastal regions, highlighting the need for corrosion-conscious design and appropriate maintenance strategies.
Resumen
Se evalúa el potencial de las Celdas de Combustible Microbianas de Plantas (PMFCs) para la generación de energía renovable utilizando plantas Stenocarpus sinuatus en el entorno costero del Desierto de Atacama. Se analiza el desempeño electroquímico de las PMFCs utilizando diferentes materiales de electrodos (cobre y AISI 316L) y configuraciones (en serie y en paralelo), así como el efecto del tamaño y espaciamiento de los electrodos. Se obtuvieron voltajes máximos de 0,318 V y 0,407 V utilizando pares de electrodos Cu/SS316L conectados en serie en tres reactores. Los electrodos más pequeños (5 × 0,5 cm²) mostraron un mejor rendimiento, atribuido a una menor resistencia interna y una mayor eficiencia en la transferencia de electrones. La integración de PMFCs con plantas localmente adaptadas y materiales adecuados representa una estrategia viable para la generación descentralizada de energía limpia en regiones áridas costeras, destacando la necesidad de un diseño consciente de la corrosión y estrategias de mantenimiento adecuadas.
Keywords: Plant Microbial Fuel Cells (PMFCs), renewable energy, Stenocarpus sinuatus, Atacama Desert Palabras clave: Celdas de combustible microbianas (PMFC), energía renovable, Stenocarpo sinuatus, Desierto de Atacama