Célula a combustível gera energia e faz tratamento de águas servidas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 27/02/2004

Inúmeras equipes de cientistas ao redor do mundo estão trabalhando no desenvolvimento de células a combustível. Embora a maioria delas funcione com hidrogênio, já existem vários protótipos alimentados por bio-combustíveis e até por açúcar. Mas agora cientistas da Universidade da Pensilvânia (Estados Unidos), lançaram uma nova célula a combustível alimentada por bactérias que, além de gerar energia elétrica, é capaz de limpar águas de esgoto.

Uma célula a combustível opera de maneira similar a uma bateria, gerando eletricidade a partir de uma reação química. Mas, em vez de esgotar sua energia e exigir uma nova recarga, as células a combustível funcionam continuamente, desde que alimentadas por um combustível que possa fornecer os elétrons necessários para a geração de corrente elétrica.

Na nova célula a combustível agora desenvolvida, micróbios e bactérias metabolizam seu alimento, matéria orgânica retirada de águas servidas, liberando elétrons que se transformam em uma corrente elétrica estável. A descoberta poderá revolucionar o tratamento de esgotos já que, além de limpar as águas, ao invés de custar caro, o processo gerará energia elétrica como "sub-produto".

A célula a combustível microbiana é essencialmente um cilindro plástico no interior do qual estão oito anodos de grafite (anodos são eletrodos negativos) e, no centro, um catodo (eletrodo positivo) oco. As bactérias fixam-se nos anodos e os elétrons por elas liberados fluem ao longo do circuito construído interconectando-se os anodos e o catodo.

Um fluxo contínuo de água suja bombeada para o interior da câmara provê o alimento das bactérias. A digestão das bactérias libera elétrons no circuito elétrico e íons de hidrogênio positivamente carregados na solução. Esses íons reduzem a necessidade de oxigênio da solução, um objetivo básico no processo de tratamento de águas poluídas. Os íons de hidrogênio também passam através de uma membrana de troca de prótons, alcançando o catodo, que é exposto ao ar atmosférico. No catodo, o oxigênio do ar, os íons de hidrogênio vindo da membrana e os elétrons trafegando pelo circuito se juntam para formar água pura.

Embora essa não seja a primeira célula a combustível alimentada por micróbios e bactérias, as outras utilizam glucose, etanol e outros bio-combustíveis. Mas, de acordo com o professor Bruce Logan, que chefiou a pesquisa, "Ninguém até agora havia tentado com água servida doméstica. Nós estamos utilizando algo que se imagina totalmente imprestável."

O design de câmara única é importante porque permite um fluxo contínuo de fornecimento da água servida, um projeto consistente com os atuais sistemas de tratamento de água. Mas, como as demais células a combustível, a nova célula microbiana do Dr. Logan ainda utiliza platina no catodo, o que a encarece substancialmente.