Modelagem matemática e estudos experimentais em células combustível microbianas

• Processo: 13/00285-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 15 de maio de 2013
• Data de Término da vigência: 14 de maio de 2014
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Sanitária - Tratamentos de Águas de Abastecimento e Residuárias
• Pesquisador responsável: Luiz Antonio Daniel
• Beneficiário: Lucas Ricardo Cardoso Marcon
• Supervisor: Alexandra Maria Pinheiro Silva Ferreira Rodrigues Pinto
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Universidade do Porto (UP), Portugal
• Vinculado à bolsa: 11/23776-9 - Influência da configuração da célula combustível microbiana na geração de energia elétrica a partir da degradação de compostos orgânicos, BP.DR
• Assunto(s): Geração de energia elétrica Conversão de energia elétrica Células de combustível Bioenergia Resíduos orgânicos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: bioenergia | bioreatores | Células Combustíveis Microbianas | Geracao de energia eletrica | membrana nafion | tratamento de águas residuárias | Célula Combustível Microbiana

Resumo

As células combustíveis microbianas vêm se destacando nos últimos anos como um modo de converter resíduos orgânicos, incluindo águas residuárias, em bioeletricidade. Durante o estágio serão realizados estudos experimentais para quantificar o desempenho e otimizar a eficiência da CCM na geração de eletricidade, adaptar modelos matemáticos para as configurações testadas e realizar um "scale-up" na CCM que apresentar melhor desempenho. Serão testados diferentes materiais para o anodo, diferentes áreas para o catodo e Membrana de Troca de Prótons com espessura variável com suas respectivas. Para avaliar de forma mais precisa a interferência dos materiais as CCM serão alimentadas com um substrato sintético à base de acetato, os reatores serão inoculados com cepas de Geobacter sulfurreducens, As CCM serão monitoradas continuamente quanto à geração de energia empregando a espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) a qual permite avaliar o desempenho das CCM. Haverá também acompanhamento da eficiência da remoção do acetato nas CCM com análises no afluente e efluente das mesmas de: Carbono Orgânico Total e DQO, pH e alcalinidade. Os resultados serão separados por reator, condições operacionais e fases operacionais. (AU)