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Abstract:
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Com o aumento da demanda de consumo de energia elétrica mundialmente, novas
meios de produção de energia são fundamentais. A bioenergia é considera um
potencial para essa produção, pois ocorre a extração de energia através de materiais
biológicos. Sendo assim, o desenvolvimento de métodos de produção de bioenergia
é essencial. Uma tecnologia que vem ganhando notoriedade nas últimas décadas são
as células de combustível microbianas (CCMs), a qual se baseia na extração de
energia através da oxidação de compostos orgânicos presentes em águas residuárias.
Entretanto, por ser uma tecnologia em expansão, alguns obstáculos se mostraram
evidentes, como por exemplo parâmetros de funcionamento, características de
construção e baixa eficiência coulômbica. Sendo assim, no presente estudo, avaliouse uma CCM de câmara única (CCM-U) de 2 L para o tratamento de efluente sintético
(semelhante ao efluente sanitário). A CCM foi inoculada e aclimatada com lodo
anaeróbio proveniente de uma estação de tratamento de efluente sanitário (ETE).
Dividido em 2 fases, a operação se deu em fluxo contínuo, com tempo de detenção
hidráulica (TDH) de 12 horas. Na primeira, com a utilização de um resistor, foi obtido
o ponto de máxima de potência da CCM, na tensão de o ponto 0,270 V. Na segunda,
o resistor foi substituído por um circuito elétrico com a finalidade de extração de
energia elétrica e operado no ponto de máxima potência (0,270 V), sendo direcionada
para o carregamento de uma bateria de lítio 3,7 V. Além disso, na célula de
combustível microbiana com um resistor externo (CCM-R) se obteve uma corrente
máxima foi de 0,28 mA, correspondendo a uma densidade de corrente máxima de 135
mA m-3 e eficiência coulômbica de 2,48 ± 0,66%. No entanto, não foi possível fazer o
aproveitamento dessa energia, visto que, toda energia era dissipada no resistor na
forma de calor. Já na célula de combustível microbiana com o sistema de extração
ativa de energia (CCM-C), a potência e a eficiência coulômbica, aumentaram em
aproximadamente 2,5 e 2,4 vezes, respectivamente. Isso se deve pelo fato da CCMC atuar no ponto de máxima potência, permitindo o carregamento de uma bateria. Em
relação ao tratamento do efluente, ambas obtiveram um cenário parecido, com uma
remoção de cerca de 27% de DQO. Somado a isso, por ser um sistema apenas
anaeróbio, não obteve remoção de amônia e fósforo, visto que seria necessário a
troca de ambiente aeróbio e anaeróbio para realizar o tratamento. Com isso,
evidenciou-se a necessidade de um sistema de pós-tratamento. O Sistema aqui
estudado apresenta uma oportunidade para geração de eletricidade a partir do
tratamento de efluentes. |
