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Sistemas bioeletroquímicos integrados e fotoassistidos por luz solar para a produção de eletricidade e H2 a partir da digestão conjunta de glicerol bruto e água residuária da indústria citrícola

Processo: 19/00463-7
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de abril de 2019
Vigência (Término): 31 de março de 2021
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Sanitária - Tratamentos de Águas de Abastecimento e Residuárias
Pesquisador responsável:Maria Valnice Boldrin
Beneficiário:Lilian Danielle de Moura Torquato
Instituição-sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Araraquara. Araraquara, SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:14/50945-4 - INCT 2014: Instituto Nacional de Tecnologias Alternativas para Detecção, Avaliação Toxicológica e Remoção de Micropoluentes e Radioativos, AP.TEM
Assunto(s):Bio-hidrogênio   Gerenciamento de resíduos   Biorrefinarias   Bioeletricidade

Resumo

Tanto as culturas citrícolas quanto a produção de biodiesel são de fundamental importância para o desenvolvimento econômico e social do país e, notadamente, para o estado de São Paulo. Entretanto, estes processos geram enormes quantidade de efluentes e resíduos (glicerol), que são ricos em matéria orgânica biodegradável. Essa propriedade pode causar graves impactos ambientais se estes forem dispostos inadequadamente. Por outro lado, os transforma em excelentes substratos para a produção biológica de H2, eletricidade e compostos químicos de alto valor agregado por meio do processo de fermentação na ausência de luz, que associado a novos sistemas bioeletroquímicos (célula bio-fotoeletroquímica-BPEC e foto-biocélula a combustível-PMFC) possibilitam o alcance de maior rendimento energético e versatilidade. A inovação trazida pela presente proposta está na digestão conjunta destes resíduos, com o uso de culturas mistas (lodo) provenientes de diferentes sistemas de tratamento de efluentes como fonte de inóculo, além materiais semicondutores de baixo custo e luz solar. Com a integração de diferentes áreas do conhecimento, espera-se determinar as condições operacionais mais adequadas à aplicação dos processos bioeletroquímicos propostos para o alcance de maior rendimento na produção de H2 e eletricidade. Além disso, espera-se obter um elevado desempenho do fotocatodo durante a operação da MEC, e que este seja capaz de autossustentar a produção de H2 somente com a incidência de luz solar. Logo, com o conhecimento científico obtido durante esta pesquisa pretende-se contribuir para uma futura aplicação destes processos em larga escala de forma mais eficiente e sustentável, que pode ser uma alternativa promissora para o fornecimento de energia local, reduzindo os custos operacionais dentro da própria unidade geradora.