Produção de energia elétrica em célula combustível microbiológica com sedimento de dragagem do Porto do Rio Grande

Abstract

Tendo em vista o grande volume de material dragado do Porto do Rio Grande, identificou-se a oportunidade de produção de energia elétrica a partir desse sedimento fazendo uso da tecnologia de célula combustível microbiológica (CCM), agregando valor e apresentando uma alternativa ao seu descarte. O objetivo geral deste estudo é a determinação da capacidade de produção de energia elétrica em CCM com o uso de sedimento de dragagem. Para isso foram confeccionadas células combustíveis microbiológicas de dois compartimentos com eletrodos de grafite, inoculadas com o sedimento in natura coletados dos diferentes pontos de dragagem do Porto do Rio Grande-RS, alimentadas com substrato sintético e/ou substrato complexo compartimento anódico) e ferricianeto de potássio (compartimento catódico), com controle de pH e temperatura. Para avaliação dos resultados foram realizadas análises químicas, eletroquímicas e microscopias eletrônicas de varredura. As células foram conectadas a circuitos elétricos que, através de um sistema composto por Arduino Due e computador, fez a aquisição e armazenamento das diferenças de potenciais geradas durante o processo (tensões). A partir dos resultados obtidos pode-se observar o desempenho das CCMs e a capacidade do sedimento de dragagem na geração de corrente elétrica. Os melhores resultados de densidade de corrente foram alcançando (1270 ± 101 mA/m²) na condição de 100% substrato complexo, temperatura de 35,5°C, pH 7,5, resistência externa de 180 em 45 dias de operação.

Given the large volume of dredged material from the Rio Grande Harbor, it identified the opportunity of electricity production from that sediment using microbial fuel cell technology (MFC), adding value and providing an alternative to disposal of dredged material. The objectives of this study are to determine the electricity production capacity in MFC with the use of dredging sediment and extraction of organic matter in the sediment to feed the MFCs. For this microbial fuel cell two compartments were made with electrodes graphite, inoculated with sediment in natura collected from different points of dredging the Rio Grande Harbor - RS, fed the extract obtained from the point under examination or acetate (anode compartment) and potassium ferricyanide (cathodic compartment), pH and temperature controlled . For data analysis were carried out chemical analysis, electrochemical and scanning electron microscopy. Cells were connected to electric circuits by Arduino Due and computer made the acquisition and storage of the voltages. With the results can observe the performance of the MFCs and the capacity of the electric power generation sediment. Were reaching 1270 ± 101 mA / m² in 100% condition extract, temperature of 35.5 ° C, pH 7.5, external resistance of 180 at 45 days of operation.