Desenvolvimento de novos eletrodos de difusão gasosa constituídos por carbono de precursores biomássicos e sua aplicação para desinfecção por peróxido de hidrogênio eletrogerado

Resumo

Nos últimos anos, o estudo do uso da biomassa para diversas aplicações vem crescendo exponencialmente no Brasil em função dos grandes volumes gerados pelos mais diversos setores produtivos, destacando-se a geração de bagaço de cana de açúcar pelo setor sucroalcooleiro. A busca por novos produtos para a biomassa, visando transformá-la em produtos de valor agregado, motivou essa proposta de utilização deste material carbonáceo de baixo custo para a elaboração de eletrodos de difusão gasosa (EDG) visando a eletrogeração do oxidante H2O2 e sua aplicação para desinfecção de águas contaminadas por bactérias. Neste projeto será abordada a desativação da Escherichia coli (E. coli), uma bactéria escolhida como modelo e que possui cepas que podem ser extremamente nocivas à saúde humana. A partir da carbonização e ativação do bagaço em um reator de pirólise sob condições especiais (usando CO2 e/ou KOH) será produzido o carvão ativado (CA) a ser utilizado na construção do EDG. Nesta etapa, as condições de pirólise e ativação serão estabelecidas visando a customização das propriedades do CA e a obtenção de grupos funcionais de superfície que promovam a reação de produção de H2O2 in situ pelo EDG. O CA será caracterizado por técnicas como termogravimetria, análise elementar, fisissorção de N2, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia Raman e espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS), enquanto o EDG será analisado e caracterizado por técnicas voltamétricas e espectroscopia de impedância eletroquímica. Após o entendimento e otimização da etapa de eletrossíntese do H2O2 em EDG, o melhor eletrodo obtido e a melhor condição de geração serão empregados para a desativação da E. coli e desinfecção da água sob condições operacionais otimizadas. A desinfecção será avaliada acompanhando o crescimento das colônias de bactérias em meio de cultura cromogênico.