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Abstract:
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A demanda por alternativas de energia renovável e acessíveis tem se intensificado. Entre as tecnologias promissoras, destacam-se as Células de Combustível Microbianas (CCMs), que utilizam microrganismos para converter a energia química dos substratos em energia elétrica, ao mesmo tempo em que tratam efluentes. As CCMs são compostas por dois compartimentos separados por uma Membrana Trocadora de Prótons. No compartimento anódico, os microrganismos oxidam a matéria orgânica, liberando elétrons e prótons. No compartimento catódico, ocorre a reação de redução, onde há acepção dos elétrons gerados no ânodo. Os eletrodos são as superfícies condutoras submersas no cátodo e no ânodo, conectadas por um fio, que permitem a passagem de elétrons entre o sistema eletroquímico e um circuito elétrico externo. As propriedades dos eletrodos são fundamentais para o desempenho das CCMs, e há uma busca contínua por materiais mais acessíveis e eficientes. O principal objetivo deste trabalho foi desenvolver eletrodos de celulose bacteriana funcionalizados com nanopartículas de prata, visando reduzir os custos e manter uma boa eficiência. Estudos indicam que a celulose bacteriana apresenta características como estabilidade química, maleabilidade e flexibilidade, enquanto eletrodos baseados em nanopartículas de prata aumentaram significativamente a eficiência das CCMs, devido à alta estabilidade, baixo custo e boas propriedades redox das nanopartículas. As etapas desenvolvidas neste estudo incluíram a produção da celulose bacteriana, a síntese de nanopartículas de prata e a funcionalização dessas nanopartículas na celulose bacteriana. Após a funcionalização, foram realizadas avaliações das propriedades físico-químicas dos eletrodos, analisando parâmetros como absorção, resistência, condutividade, espessura, massa, porosidade e capacidade de troca iônica. A montagem das CCMs não foi realizada até a data de entrega deste resumo, pois foi necessário repetir os processos devido aos resultados insatisfatórios obtidos com os eletrodos anteriores, que foram funcionalizados com uma concentração mais baixa de nanopartículas de prata. Os resultados indicam que a presença de nanopartículas de prata nos eletrodos aumentou significativamente a porosidade, o que pode potencializar a eficiência das células de combustível microbianas, já que há uma maior probabilidade de fixação de bactérias eletrogênicas e formação de biofilme. Além disso, a condutividade da solução também foi aumentada, uma propriedade essencial para o desempenho eficaz dos eletrodos. Com esse trabalho conclui-se que a celulose bacteriana funcionalizada com nanopartículas de prata exibe características favoráveis para as propriedades desejadas dos eletrodos e a montagem das CCMs com o eletrodo derivado e a determinação da geração de energia vão ditar a eficiência e viabilidade dessa tecnologia, orientando futuras otimizações. |
