Sistemes bioelectroquímics: una tecnologia innovadora per a la valorització d’aigües residuals urbanes i industrials

Pau Bosch-Jiménez; Daniele Molognoni; Clara Corbella; Pau López; Sergio Aguado; Martí Aliaguilla; Eduard Borràs

Authors

Pau Bosch-Jiménez Centre Tecnològic LEITAT
Daniele Molognoni Centre Tecnològic LEITAT
Clara Corbella Centre Tecnològic LEITAT
Pau López Centre Tecnològic LEITAT
Sergio Aguado Centre Tecnològic LEITAT
Martí Aliaguilla Centre Tecnològic LEITAT
Eduard Borràs Centre Tecnològic LEITAT

Keywords:

Bioelectrochemical systems, biomethane, nutrients, constructed wetlands, bioremediation, anaerobic digestion, electrofermentation.

Abstract

This article describes the bioelectrochemical systems, including the operating principle, technology applications, key components, electrodes and membranes of the BES reactor. Additionally, on the basis of research carried out by LEITAT, a description is given of some of the applications, processes, and performances of BES systems, including the microbial fuel cell, electrowetlands, microbial desalination cells, BES systems for the production of biofuels, and BES systems for the elimination of contaminants and for the recovery of nutrients.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

Pau Bosch-Jiménez, Centre Tecnològic LEITAT

Pau Bosch-Jiménez és llicenciat en química per la Universitat de Girona. Després va cursar el Màster en Ciències i Tecnologia Química de la Universitat Autònoma de Barcelona. Durant aquell període, la seva carrera investigadora es va centrar en l’estudi de processos químics per a la síntesi de nanopartícules de diòxid de titani i la preparació de pastes i tintes a partir d’aquestes per a la construcció de cèl·lules solars sensibles al colorant. Actualment desenvolupa la seva tasca professional al Centre Tecnològic LEITAT, on és investigador sènior a l’Àrea d’Energia i Enginyeria; a més, participa en les activitats d’execució, gestió i explotació de diversos projectes nacionals i internacionals, finançats amb contractes públics o industrials competitius. S’ha especialitzat principalment en tres camps — energia fotovoltaica, sistemes bioelectroquímics, i tecnologies de producció i ús d’hidrogen— i ha centrat la investigació en el desenvolupament de materials, l’optimització de reactors i funcionament, la caracterització electroquímica i les activitats d’escalat.

Daniele Molognoni, Centre Tecnològic LEITAT

Daniele Molognoni és llicenciat en enginyeria ambiental i doctorat en enginyeria civil i arquitectura per la Universitat de Pavia (Itàlia). Durant dos anys va treballar com a investigador postdoctoral a la Universitat de Pavia i, posteriorment, va dur a terme diverses pràctiques de recerca (Universitat de Girona i Universitat de Gal·les del Sud, Regne Unit), centrant-se en el desenvolupament dels sistemes bioelectroquímics (BES). Actualment desenvolupa la seva carrera professional al Centre Tecnològic LEITAT, on és investigador a l’Àrea d’Energia i Enginyeria. També participa en les activitats d’execució i explotació de diversos projectes nacionals i internacionals centrats en els BES. Autor o coautor de més de vint articles sobre el tema, el seu índex h actual és 14 (Scopus, maig 2021).

Clara Corbella, Centre Tecnològic LEITAT

Clara Corbella és llicenciada en enginyeria civil i doctora en enginyeria ambiental per la Universitat Politècnica de Catalunya (2017). El seu doctorat es va centrar en el vincle entre el tractament d’aigües residuals i la generació d’energia mitjançant la integració de cel·les de combustible microbianes als aiguamolls construïts. En aquest context, ha fet diverses contribucions en conferències nacionals i internacionals i ha publicat deu articles en revistes científiques indexades. Actualment treballa com a investigadora al Centre Tecnològic LEITAT, específicament, a l’Àrea d’Economia Circular, on lidera la divisió de Solucions Basades en la Natura. En aquest context, participa en diferents projectes relacionats amb la innovació de solucions verdes, les tecnologies de tractament d’aigües residuals i els sistemes bioelectroquímics.

Pau López, Centre Tecnològic LEITAT

Pau López és tècnic superior del laboratori d’anàlisi i control de qualitat per al centre d’estudis IES de Terrassa (2012). Posteriorment també es va graduar com a tècnic superior de química ambiental pel centre d’estudis IES La Romànica (2015). Durant la seva vida laboral ha treballat com a tècnic de laboratori a l’Institut de Recerca i Tecnologia Agroalimentàries (IRTA, 2014-2017) i en el sector de la indústria química a ERCROS-Cerdanyola (2017-2018). Actualment, desenvolupa la seva tasca professional al Centre Tecnològic LEITAT, on és tècnic a l’Àrea d’Energia i Enginyeria. Participa en activitats d’execució de projectes nacionals i internacionals en la línia d’investigació de sistemes bioelectroquímics (BES), centrant-se en l’anàlisi i la gestió de mostres mitjançant tècniques químiques, físiques i electroquímiques, i en el control i el manteniment dels diferents BES.

Sergio Aguado, Centre Tecnològic LEITAT

Sergio Aguado té el grau en ciències ambientals impartit per la Universitat Miguel Hernández d’Elx (UMH, 2017), a més del Màster Oficial en Enginyeria Ambiental (2019) ofert per la Universitat Politècnica de València (UPV) i la Universitat de València (UV). Durant el grau, va dur a terme quatre mesos de pràctiques internes com a investigador al Departament de Biologia Aplicada a la UMH. Posteriorment, i durant l’execució del màster, va treballar a l’empresa DAM quatre mesos com a adjunt del cap de planta en una estació depuradora d’aigües residuals (EDAR), duent-ne a terme l’explotació. Després d’acabar els seus estudis, va començar a treballar com a investigador júnior al Departament d’R+D del Centre Tecnològic LEITAT, dins l’Àrea d’Economia Circular. Fins avui, la seva activitat s’ha centrat principalment en l’execució de projectes nacionals i internacionals relacionats amb sistemes basats en solucions naturals, tractament d’aigües residuals i sistemes bioelectroquímics.

Martí Aliaguilla, Centre Tecnològic LEITAT

Martí Aliaguilla és llicenciat en ciències ambientals per la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB, 2015). La seva experiència com a investigador s’ha desenvolupat en el marc de projectes europeus i nacionals. Actualment està cursant el Màster d’Enginyeria Biològica Ambiental a la UAB. Ha treballat com a investigador júnior a la unitat d’AOP i processos electroquímics de l’Àrea de Biotecnologies Ambientals del Centre Tecnològic LEITAT, on s’ha especialitzat en el desenvolupament de processos electroquímics per al tractament d’aigües residuals, tant a nivell de laboratori com de planta pilot (2013-2017). Des del gener de 2017 treballa com a investigador al Grup de Sistemes Bioelectroquímics (BES) de l’Àrea d’Economia Circular del mateix Centre Tecnològic LEITAT desenvolupant diferents tecnologies electroquímiques microbianes (MET) per a la recuperació de nutrients, la dessalinització d’aigua, el tractament d’aigües subterrànies contaminades i la producció de biogàs. Ha participat en congressos internacionals en format de conferència i pòster en temàtiques relacionades amb les tecnologies electroquímiques i bioelectroquímiques esmentades.

Eduard Borràs, Centre Tecnològic LEITAT

Eduard Borràs és llicenciat en ciències ambientals (2005) i doctor en ciències i tecnologia ambientals (2011) per la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB). La seva experiència investigadora fins ara s’ha centrat en l’ús de microorganismes per a la degradació de contaminants orgànics persistents en diferents matrius, la valorització de residus i la producció de bioenergia mitjançant digestió anaeròbica i cel·les de combustible microbianes. Va ser investigador visitant al Laboratori de Biotecnologia Ambiental de l’Institut de Microbiologia de l’Acadèmia de Ciències de la República Txeca a Praga. Ha treballat en projectes d’R+D internacionals i nacionals. També ha participat en diferents congressos i ha publicat més de quinze articles en diferents revistes científiques en diversos camps, incloent-hi el desenvolupament de processos biològics, la bioremediació i la degradació dels contaminants. Ha estat professor associat al Departament d’Enginyeria Química, Biològica i Ambiental de la UAB. Des del juny de 2012 treballa com a investigador sènior a l’Àrea d’Economia Circular del Centre Tecnològic LEITAT.