Produção de energia em célula combustível microbiana de leito fluidizado - Moraes, Paola Silveira (2016)
As células combustíveis microbianas (CCMs) são dispositivos eletroquímicos que proporcionam a produção de eletricidade associada à degradação de matéria orgânica, oriunda de efluentes domésticos e industriais como combustível. O aperfeiçoamento do dispositivo, proporcionando o aumento na área superficial consiste em uma alternativa promissora para o futuro desta tecnologia. Neste contexto, a fluidização incide em proporcionar maior transferência de massa devido ao contato intermitente entre as partículas sólidas e o fluido, além de garantir a homogeneidade do sistema reacional. Dessa forma, o presente trabalho tem como objetivo desenvolver uma célula combustível microbiana de leito fluidizado (CCM-LF), identificando a influência das condições hidrodinâmica no desempenho deste reator. Foi confeccionada uma CCM de dois cilindros concêntricos, um o ânodo (compartimento interno) e um cátodo (compartimento externo), separados por uma membrana catiônica. O ânodo foi inoculado com sedimento oriundo do processo de beneficiamento do sedimento de dragagem do Porto de Rio Grande, a CCM foi alimentada com acetato de sódio e o cátodo foi preenchido com ferrocianeto de potássio. Análises físicas, químicas e eletroquímicas foram realizadas para a caracterização do material do eletrodo do ânodo, do processo hidrodinâmico e elétrico da CCM-LF confeccionada. O declínio da Rext em todas as condições hidrodinâmicas de maneira geral proporcionou o aumento do desempenho da CCM-LF. Quando a célula foi operada no estágio de mínima fluidização, foi obtida a melhor condição proporcionando maior densidade de corrente e densidade de potência com qualquer uma das Rext estudadas. A EC da CCM-LF apresentou as melhores condições quando foi operada em leito fixo (0,63 mm.s-1 ) com Rext de 47 Ω atingindo 88,66% de eficiência e quando a CCM-LF foi operada na velocidade de mínima fluidização (25,17 mm.s-1 ), nas resistências de 100 Ω e 47 Ω, atingindo, respectivamente, 90% e 83,26% de rendimento. A ER de matéria orgânica de maneira geral apresentou maior eficiência quando a célula foi operada com uma Rext de 560 Ω em leito fixo (0,63 mm.s-1 ) atingindo 77,06 % de eficiência e também na condição de mínima fluidização (12,47 mm.s-1 ) alcançando 81,58 % de eficiência.