Geração de energia a partir da degradação de óleos residuais de fritura por Shewanella putrefaciens em célula a combustível microbiano - Fonseca, Jennifer Salgado da (2017)
Células combustíveis microbianas (CCM) são dispositivos eletroquímicos que exploram a habilidade de algumas espécies de micro-organismos utilizarem eletrodos como aceptores finais de elétrons em seu metabolismo. O interesse nesta tecnologia está associado à possibilidade de empregar diferentes compostos, inclusive efluentes domésticos e industriais, na geração de energia elétrica. Neste contexto, o estudo de CCM que usem óleos de fritura residuais (OFR) como substrato ganha atenção por trazer uma alternativa tanto do ponto de vista ambiental quanto energético. Assim o objetivo deste trabalho foi modelar as melhores condições para a simultânea degradação destes OFR e geração de corrente elétrica de uma célula combustível microbiana inoculada com Shewanella putrefaciens. Para tal fim foi empregado um planejamento fatorial e planejamento de composto central (PCC), no qual o metabolismo microbiano foi estudado sob os efeitos de pH, temperatura, agitação do meio, concentração do óleo e tempo. Os dados experimentais foram obtidos em uma CCM de dois compartimentos, um ânodo e um cátodo, separados por uma membrana de troca de prótons. O ânodo foi inoculado com S. putrefaciens em condições de anaerobiose e alimentado com OFR, enquanto, o cátodo foi alimentado com água da torneira e água da torneira salinizado. No ânodo, foi empregado como eletrodo pano de grafite imobilizado com tela de polipropileno e no cátodo um dissipador de calor de alumínio. Ambos estavam conectados externamente por uma resistência elétrica. Durante a operação do sistema, o compartimento do ânodo foi operado em regime de batelada. Os resultados ilustram que em menos de dois dias de operação a geração de corrente elétrica já havia atingido um valor estável, comprovando a capacidade exoeletrogênica da bactéria. Observou-se que a S. putrefaciens pouco desenvolveu biofilme na superfície dos eletrodos com amostras do óleo do Restaurante Universitário (RU), mas aderiu ao eletrodo tendo óleo doméstico como substrato, demonstrando um mecanismo direto de transferência eletrônica extracelular para estabelecer o contato elétrico com o eletrodo. De maneira geral, a modelagem matemática da degradação dos óleos para simultânea geração de corrente elétrica foi possível, necessitando de maiores estudos da composição química dos óleos para a avaliação da eficiência da CCM com os parâmetros químicos, uma vez que só foi possível analisar do ponto de vista dos parâmetros elétricos. Além disso, foi possível verificar que a quantidade de colônias bacterianas não interfere na geração de tensão, sendo este gerado de forma estável com pequenas concentrações celulares.