Avaliação da influência de nanopartículas de Ferro e Níquel na produção fermentativa de hidrogênio em reatores em batelada e contínuo

Resumo

O hidrogênio será o combustível do futuro, por seu caráter renovável, e por ter como único produto final de sua combustão a água. O processo fermentativo é uma das alternativas de produção biológica deste gás. Este processo pode ser catalisado por nanopartículas de Ferro e Níquel, elementos químicos que atuam como cofatores da hidrogenase, a qual catalisa a produção de hidrogênio. Por meio deste estudo pretende-se otimizar a produção fermentativa de hidrogênio a partir da adição de nanopartículas de Ferro ou Níquel. Para tanto, serão realizados ensaios em reator em batelada variando-se os parâmetros pH inicial (5, 6 e 7), concentração de substrato (5, 15 e 30 g de glicose L-1) e concentração de nanopartículas, por meio do design de composto central rotacional (DCCR). Ênfase será dada à obtenção de condições ótimas, as quais serão aplicadas na operação de reator anaeróbio de leito fluidificado (RALF) contínuo para posterior comparação da produção acumulada de hidrogênio com partículas de ferro, níquel, ou sem a adição de partículas. Na primeira etapa de operação, o RALF será alimentado com água residuária sintética a base de glicose e posteriormente com água residuária real (vinhaça). Ao final destas etapas será realizada a caracterização microbiana do biofilme do reator utilizando sequenciamento do RNAr 16S. Por se tratar de pesquisa inovadora e, portanto, em início de entendimento do processo, os reatores biológicos (batelada e RALF) serão inoculados com cultura pura de Clostridium butyricum.