Desenvolvimento de biocélulas a combustível microbianas de cerâmica para geração de energia elétrica por urina

• Processo: 20/01627-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2020
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2021
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Gustavo Pio Marchesi Krall Ciniciato
• Beneficiário: Letícia Favero Carminati
• Instituição Sede: Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP). Campus Avaré. Avaré , SP, Brasil
• Assunto(s): Fontes de energia bioelétrica Geração de energia elétrica Tratamento de águas residuárias Urina Lodo Método eletroquímico
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biocélulas a combustível microbianas | Eletrodos Microbianos | Lodo | Tratamento de Efluentes | urina | Bioeletroquímica

Resumo

Este trabalho se dedicará na construção, desenvolvimento e estudos envolvendo biocélulas a combustíveis microbianas com o intuito de promover a geração de energia elétrica utilizando urina como combustível. Este novo sistema pode ser uma oportunidade de diminuir os custos operacionais no tratamento de água, visto que a energia elétrica produzida pode ser utilizada pela própria estação. Para isto, serão construídas biocélulas a combustíveis utilizando lodo da estação de tratamento de água municipal como fonte rica em microrganismos, que será adicionado na forma de biofilme em tecido de carbono como um bioânodo. Para construção de um cátodo, será utilizado tecido de carbono tratado com mistura de carbono em pó com teflon® (Politetrafluoretileno, PTFE) para formar uma camada difusora de gás. De forma a promover a separação dos eletrodos e condução eletrolítica será utilizada terracota (argila cozida em forno), que será modelada em formato conveniente para encaixe dos bioeletrodos e adição das soluções. A capacidade de geração de energia elétrica será testada por curvas de polarização com adição de componentes ricos em carbono (glicose, lactato ou sais de acetato) e componentes ricos em nitrogênio (sais de nitrato, amônia ou ureia) como substratos artificiais. Ao final, será utilizada urina como substrato real. Para o seu funcionamento com urina, será levada em consideração não apenas a capacidade de produção de eletricidade, mas também a capacidade de promover o tratamento do resíduo a partir de análises de pH, condutividade, cor, turbidez, demanda química de oxigênio (DQO), demanda bioquímica de oxigênio (DBO) e nitrogênio amoniacal total, concomitante ao funcionamento do aparato eletroquímico.