[en] The use of catalysts and membranes in microbial fuel cells (MFCs) is rather controversial. Platinum is the best catalyst to improve the oxygen reduction reaction and the implementation of an ion exchange membrane may help to avoid the oxygen leakages from the cathode to the anode compartments and, therefore, the losses of efficiencies associated to the use of oxygen by microorganisms as the immediate electron acceptor. In this work, it is studied the influence of the platinum loading in the cathode and the implementation of membrane on the performance of an air-breathing MFC. To do this, four cells were operated for 50 days in order to clarify the effect of the platinum loading contained in the cathode (0.25, 0.50, 1.00, and 2.00 mg Pt cm−2) and two additional MFCs for more than 100 days in order to evaluate the effect of the membrane on the performance of the MFC. The results obtained point out that the performance of the MFC, in terms of maximum current density and power density from the polarization curves, depends strongly on the Pt content of the cathode. This indicates that under open-circuit conditions the cathode controls the performance. Nonetheless, during the closed-circuit operation (under 120 Ω resistance), the performance is not cathodically limited as there are no significant changes between the four cells. This suggests that the performance of the MFC is limited by the anodic process. Likewise, the separation of the anode and cathode by a membrane attains a faster stabilization of the MFC and a slight improvement in the production of electricity, although for air-breathing MFC, this element does not seem to be as crucial as for other types of MFCs.

[es] El uso de catalizadores y membranas en celdas de combustible microbianas (MFC) es bastante controvertido. El platino es el mejor catalizador para mejorar la reacción de reducción de oxígeno y la implementación de una membrana de intercambio iónico puede ayudar a evitar las fugas de oxígeno del cátodo al ánodo y, por lo tanto, las pérdidas de eficiencia asociadas al uso de oxígeno por parte de los microorganismos como el aceptor inmediato de electrones. En este trabajo se estudia la influencia de la carga de platino en el cátodo y la implementación de membrana en el desempeño de un MFC de respiración de aire. Para ello, se operaron cuatro celdas durante 50 días con el fin de aclarar el efecto de la carga de platino contenido en el cátodo (0,25, 0,50, 1,00 y 2,00 mg Pt cm −2) y dos MFC adicionales durante más de 100 días para evaluar el efecto de la membrana en el rendimiento de la MFC. Los resultados obtenidos señalan que el desempeño de la MFC, en términos de máxima densidad de corriente y densidad de potencia a partir de las curvas de polarización, depende fuertemente del contenido de Pt del cátodo. Esto indica que, en condiciones de circuito abierto, el cátodo controla el rendimiento. No obstante, durante la operación de circuito cerrado (bajo una resistencia de 120 Ω), el rendimiento no está limitado catódicamente ya que no hay cambios significativos entre las cuatro celdas. Esto sugiere que el rendimiento de la MFC está limitado por el proceso anódico. Asimismo, la separación del ánodo y el cátodo por una membrana consigue una estabilización más rápida de la MFC y una ligera mejora en la producción de electricidad.