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Meio ambiente

Célula a combustível usa germes do solo para gerar energia

Redação do Site Inovação Tecnológica - 03/11/2020

Célula a combustível usa germes do solo para gerar energia no Nordeste
Protótipo de célula a combustível que gera energia usando bactérias presentes no solo.
[Imagem: Universidade Bath]

Energia e água potável

Células a combustível que criam energia usando reações químicas feitas por microrganismos do solo passaram com sucesso em testes de campo realizados no Nordeste do Brasil com o auxílio de pesquisadores das universidades federais do Rio Grande Norte e do Ceará.

Os protótipos dos biorreatores podem ser usados para produzir energia ou para filtrar água suficiente para as necessidades diárias de uma pessoa, mas futuras versões poderão ser feitas em maior escala.

"Este projeto comprova que as células a combustível microbianas têm potencial verdadeiro como fonte de energia sustentável e de baixo consumo de energia," disse a líder do projeto, professora Mirella Di Lorenzo, da Universidade de Bath, no Reino Unido, onde as células foram construídas.

Os testes de campo mostraram que cada célula a combustível microbiana consegue produzir até três litros de água potável por dia, o que é suficiente para o consumo diário de uma pessoa.

Os testes foram realizados em Icapuí, uma vila de pescadores localizada em um local semi-árido onde a principal fonte de água potável é a água da chuva e não há acesso fácil à rede elétrica.

Célula a combustível usa germes do solo para gerar energia no Nordeste

[Imagem: Jakub Dziegielowski et al. - 10.1016/j.apenergy.2020.115680]

Células a combustível microbianas

As células solares microbianas testada geram energia a partir da atividade metabólica de microrganismos específicos (eletrígenos) naturalmente presentes no solo, que são capazes de transferir elétrons para fora de suas células.

O sistema consiste em dois eletrodos à base de carbono, posicionados a uma distância fixa (4cm) e conectados a um circuito externo. Um eletrodo, o anodo, é enterrado no solo, enquanto o outro, o catodo, é exposto ao ar na superfície do solo.

Os eletrígenos migram para a superfície do anodo e, à medida que "consomem" os compostos orgânicos presentes no solo, eles geram elétrons. Esses elétrons são transferidos para o anodo e viajam até o catodo através do circuito externo, gerando um fluxo de eletricidade.

Célula a combustível usa germes do solo para gerar energia no Nordeste
A montagem e testes dos protótipos das células a combustível foram realizados por estudantes da EEF Professora Mizinha, de Icapuí.
[Imagem: Universidade Bath]

Geração de água potável

Montando uma pilha com várias células e conectando-a a uma bateria, é possível coletar e armazenar a energia e usá-la para alimentar um reator eletroquímico para tratamento de água.

A equipe afirma que seus protótipos custaram "apenas algumas libras", um valor que pode ser reduzido ainda mais com a produção em massa e com o uso de recursos locais para a fabricação do eletrodo.

"Usar a tecnologia de célula de combustível microbiana do solo para atender as necessidades diárias de água de uma família já é possível em condições de laboratório, mas fazer o mesmo ao ar livre e com um sistema que requer manutenção mínima é muito mais complicado, e isso já provou ser uma barreira para as células de combustível microbianas serem consideradas eficazes. Este projeto mostra que essas células têm potencial verdadeiro como fonte de energia sustentável e de baixo consumo de energia," disse Mirella.

Bibliografia:

Artigo: Development of a functional stack of soil microbial fuel cells to power a water treatment reactor: From the lab to field trials in North East Brazil
Autores: Jakub Dziegielowski, Benjamin Metcalfe, Paola Villegas-Guzman, Carlos A. Martínez-Huitle, Adryane Gorayeb, Jannis Wenk, Mirella Di Lorenzo
Revista: Applied Energy
Vol.: 278, 115680
DOI: 10.1016/j.apenergy.2020.115680





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