Desenvolvimento de célula combustível microbiana para tratamento do digestato e geração de energia

• Processo: 22/16389-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2026
• Área de conhecimento: Interdisciplinar
• Pesquisador responsável: Marcelo Antunes Nolasco
• Beneficiário: Verena Mandorino Kaminagakura
• Instituição Sede: Escola de Artes, Ciências e Humanidades (EACH). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Empresa: Universidade de São Paulo (USP). Escola Politécnica (EP)
• Vinculado ao auxílio: 20/15230-5 - Centro de Pesquisa e Inovação de Gases de Efeito Estufa - RCG2I, AP.PCPE
• Bolsa(s) vinculada(s): 24/01302-5 - Acoplamento de células a combustível microbianas com eletrodo modificado para tratamento completo de vinhaça, BE.EP.DR
• Assunto(s): Bioeletroquímica Bioenergia Eletrodos quimicamente modificados Células de combustível Geração de energia Desenvolvimento sustentável Saneamento Energia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: bioenergia | célula combustivel microbiana | Digestato | eletrodo modificado | sistema bioeletroquímico | Bioeletroquimica

Resumo

A célula a combustível microbiana (CCM) apresenta-se como tecnologia promissora, pois possui a capacidade de gerar energia elétrica limpa, a partir do tratamento de águas residuárias. Porém, essa tecnologia apresenta desafios e limitações. Logo, o presente projeto tem o objetivo desenvolver um eletrodo eficiente e de baixo custo para ser aplicado no tratamento de digestato de biodigestores anaeróbios e assim superar algumas limitações tecnológicas. As CCMs de câmara dupla com fluxo contínuo serão avaliadas com diferentes modificações no eletrodo de carvão ativado granular (CAG). Os eletrodos serão modificados quimicamente a partir de uma solução condutora . Inicialmente a câmara anódica será alimentada com 5 gDQO L-1 e a câmara catódica será alimentada com água residuária de nitrato para promover a desnitrificação autotrófica. Após inoculação e estabilização, o sistema passará a ser alimentado com a incorporação de digestato e contará com 3 fases experimentais. Inoculação e adaptação; Efeito da incorporação do digestato e Acoplamento dos reatores. A eficiência do sistema para o tratamento será avaliada a partir do monitoramento dos parâmetros físico-químicos. A geração de energia elétrica e características eletroquímicas serão avaliadas a partir da tensão do sistema, que possibilita encontrar a densidade máxima de potência, caracterizar as reações e a ocorrência de mediadores redox e avaliar o desempenho do eletrodo. A extração do DNA do biofilme dos eletrodos e posterior sequenciamento, permitirá a avaliação da comunidade microbiana para elucidação e otimização dos processos bioeletroquímicos. Após o desenvolvimento do projeto, espera-se resultados positivos que levem ao aperfeiçoamento do sistema, a fim de aproveitar os recursos energéticos contidos no digestato antes de sua destinação final, contribuindo para o desenvolvimento sustentável no saneamento e energia. (AU)