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Acoplamento de células a combustível microbianas com eletrodo modificado para tratamento completo de vinhaça

Processo: 24/01302-5
Modalidade de apoio:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
Vigência (Início): 15 de julho de 2024
Vigência (Término): 14 de julho de 2025
Área do conhecimento:Interdisciplinar
Pesquisador responsável:Marcelo Antunes Nolasco
Beneficiário:Verena Mandorino Kaminagakura
Supervisor: Benjamin Erable
Instituição Sede: Escola de Artes, Ciências e Humanidades (EACH). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Local de pesquisa: Université De Toulouse, França  
Vinculado à bolsa:22/16389-3 - Desenvolvimento de célula combustível microbiana para tratamento do digestato e geração de energia, BP.DR
Assunto(s):Bioenergia   Bioeletroquímica
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:bioenergia | Biofilme eletroativo | CCMs acopladas | Sistemas bioeletroquimico | Bioeletroquimica

Resumo

Um dos maiores desafios atuais é o desenvolvimento de tecnologias que busquem atender a demanda energética e o tratamento de águas residuais. Nesse contexto, as células a combustível microbianas (CCM) apresentam-se como uma tecnologia promissora, pois permitem a conversão de energia química, proveniente de diversos substratos, como a vinhaça, em energia elétrica. No entanto, este processo apresenta algumas limitações e desafios que procuram melhorar e aumentar a eficiência energética e de tratamento e reduzir custos operacionais. Este trabalho tem como objetivo avaliar a utilização de eletrodos de baixo custo, à base de carvão ativado granular modificado com Nióbio, na geração de energia, remoção de matéria orgânica, nitrificação e desnitrificação autotrófica no tratamento de vinhaça em sistema MFC acoplado. O estudo experimental compreende três fases: inoculação e adaptação; acoplamento de 2 reatores; e avaliação de desempenho com aumento de carga orgânica. A eficiência do tratamento do sistema será avaliada através do monitoramento de parâmetros físico-químicos. A geração de energia elétrica e os parâmetros eletroquímicos serão avaliados com base na tensão do sistema e na densidade máxima de potência. A extração de DNA do biofilme do eletrodo seguida de sequenciamento permitirá a avaliação do microbioma para elucidação e otimização de processos bioeletroquímicos. Após o desenvolvimento do projeto, espera-se que resultados positivos levem à melhoria do sistema, visando aproveitar os recursos energéticos contidos na vinhaça antes de sua disposição final, contribuindo para o desenvolvimento sustentável em saneamento e energia.

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