Energia

Microcélula usa saliva para gerar energia

Microcélula usa saliva para gerar energia
O design inovador simplificou a célula a combustível bacteriana e substituiu a platina por grafeno. [Imagem: Justine E. Mink et a./NPGAM]

Energia da saliva

As células a combustível a hidrogênio são bem conhecidas; mas que tal uma célula a combustível abastecida com saliva?

O minúsculo gerador é uma célula a combustível microbiana, que quebra materiais orgânicos para gerar uma corrente elétrica.

Como neste caso o combustível é produzido em pequenas quantidades, a energia produzida também é pequena, mas cerca de 40 vezes mais do que dispositivos anteriores do mesmo tipo.

Com uma densidade de corrente de 1.190 A/m3, a biocélula de menos de 1 centímetro quadrado produz cerca de 1 microwatt, o que é suficiente para alimentar biochips, sensores e pequenos aparelhos de exames de saúde.

Uma das ideias dos pesquisadores é usá-la em sistemas biomédicos, por exemplo, como um detector de ovulação baseado na saliva das mulheres, cuja condutividade muda cerca de cinco dias antes da ovulação - neste caso, a saliva serviria tanto como material de análise quanto para alimentar o aparelho, que enviaria o resultado para um celular.

"Produzindo quase 1 microwatt de energia, esta microcélula a combustível bacteriana gera energia suficiente para ser usada diretamente como uma colhedora de energia em aplicações microeletrônicas," afirma a equipe liderada por Justine Mink, da Universidade Rei Abdullah, na Arábia Saudita.

Microcélulas bacterianas

Já existem vários tipos de microcélulas a combustível bacterianas - também chamadas biocélulas - mas elas geralmente usam duas câmaras, com o catodo e o anodo separados por uma membrana semipermeável.

O inconveniente dessa abordagem tradicional é que a câmara de catodo precisa ser periodicamente reabastecida com novos coletores de elétrons, como o ferrocianeto, que é muito mais tóxico do que, por exemplo, o oxigênio, que tem sido usado nas células microbianas de maior porte.

Justine Mink idealizou um novo design de célula a combustível bacteriana de câmara única, usando um catodo de ar e um anodo de tecido no qual são incorporados fragmentos de grafeno - em vez da platina comumente usada.

"Nós evitávamos usar catodos de ar nestes sistemas para evitar a contaminação por oxigênio nos eletrodos muito próximos," disse o professor Bruce Logan, que já havia ajudado a criar a promissora biocélula entrópico-bacteriana.

"No entanto, estas microcélulas operam com distâncias micrométricas entre os eletrodos. Nós não entendemos perfeitamente por que, mas o que importa é que elas funcionam," confessa ele.

O inconveniente é que a saliva humana não possui uma quantidade de bactérias grande o suficiente, de modo que elas precisam ser adicionadas para que a biocélula atinja todo o seu potencial - a saliva serve, na verdade, como alimento para as bactérias, graças ao seu conteúdo de compostos orgânicos, incluindo a glicose.

Bibliografia:

Energy harvesting from organic liquids in micro-sized microbial fuel cells
Justine E. Mink, Ramy M. Qaisi, Bruce E. Logan, Muhammad M. Hussain
NPG Asia Materials
Vol.: 6, e89
DOI: 10.1038/am.2014.1




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