Célula a combustível microbiana gera hidrogênio e descontamina meio-ambiente
Redação do Site Inovação Tecnológica - 27/04/2005
Utilizando um novo tipo de célula a combustível microbiana, eletricamente assistida, cientistas conseguiram criar um novo processo que permite que as bactérias capturem quatro vezes mais hidrogênio diretamente da biomassa do que é possível com os atuais processos de fermentação.
A pesquisa foi feita na Universidade Penn State, Estados Unidos, com a participação de cientistas da empresa Ion Power, o mesmo grupo que recentemente lançou uma célula a combustível capaz de gerar energia elétrica a partir de águas servidas.
Segundo o professor Bruce Logan, um dos criadores da nova célula a combustível microbiana, ela pode ser utilizada em qualquer material biodegradável, como a matéria orgânica de fontes tão variadas quanto lixo humano, agrícola ou águas servidas pela indústria. Além de capturar o hidrogênio, a nova célula também limpa a água contaminada. Os processos de fermentação atuais exigem que a biomassa seja à base de carboidratos.
"Embora não exista lixo de biomassa suficiente para sustentar uma economia global à base de hidrogênio, esta forma de produção de energia renovável poderá ajudar a diminuir os elevados custos do tratamento de águas poluídas, assim como oferecer uma contribuição para os países capazes de empregar o hidrogênio como fonte de energia," afirma o Dr. Logan.
O artigo "Produção Microbiana de Hidrogênio Eletroquimicamente Assistida a partir de Acetato," foi submetido para publicação no periódico Environmental Science and Technology.
No trabalho, os cientistas explicam que a produção de hidrogênio pelo processo de fermentação bacteriana é atualmente limitado pela "barreira da fermentação" - o fato de que as bactérias, sem o auxílio de uma fonte externa de energia, somente conseguem converter carboidratos e, ainda assim, gerando uma quantidade limitada do gás. O processo também gera subprodutos, como os ácidos acético e butírico.
O professor Logan e sua equipe resolveram o problema dando uma "pequena forcinha" às bactérias - cerca de 0,25 volts. O resultado foi a quebra dos ácidos e sua conversão em hidrogênio e dióxido de carbono.
"Basicamente nós utilizamos a mesma célula a combustível microbiana que desenvolvemos para limpar águas poluídas e produzir eletricidade. Entretanto, para produzir hidrogênio, nós mantivemos o oxigênio fora da célula e adicionamos uma pequena quantidade de energia no interior do sistema," afirma o cientista.
No interior da célula a combustível bacteriana, as bactérias comem a biomassa, transferindo elétrons para o anodo. Mas elas também liberam prótons, átomos de hidrogênio sem elétrons, que ficam em solução. Os elétrons do anodo migram para o catodo por meio de um fio, onde eles são eletroquimicamente assistidos para se combinar com os prótons e formar o hidrogênio.