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Título: Construção e avaliação de células a combustível microbianas
Título(s) alternativo(s): Construction and evaluation of microbial fuel cells
Autor(es): Petersohn Junior, Egon
Orientador(es): Couto, Gustavo Henrique
Palavras-chave: Bacillus subtilis
Pseudomonas
Humus
Águas residuais - Microbiologia
Microbiologia
Bacillus subtilis
Pseudomonas
Humus
Sewage - Microbiology
Microbiology
Data do documento: 7-Nov-2016
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Referência: PETERSOHN JUNIOR, Egon. Construção e avaliação de células a combustível microbianas. 2016. 63 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Tecnologia em Processos Ambientais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2016.
Resumo: Células a combustível microbianas (CCMs) são dispositivos que promovem a degradação da matéria orgânica por meio de microrganismos, com produção concomitante de energia elétrica, apresentando-se como uma tecnologia autossustentável. Possui potencial utilização, por exemplo, no tratamento de águas residuárias para a recuperação de energia elétrica, em biossensores ou ainda na construção de dispositivos eletrônicos autossustentáveis. Com o entendimento dos mecanismos que relacionam o metabolismo microbiano e a geração de eletricidade, pesquisas recentes estão voltadas para otimizar o desempenho e a eficiência das CCMs. O presente trabalho teve por objetivo construir CCMs de três arquiteturas diferentes e avaliar o funcionamento das mesmas, utilizando em separado as bactérias Bacillus subtilis e Pseudomonas aeruginosa, operadas com meio M9. Foram confeccionadas CCMs de duas câmaras com eletrodos de grafite e membrana Nafion, sendo duas em sistema de batelada com volumes de 90 mL e 350 mL, e uma de alimentação intermitente com volume de 350 mL. No estudo foi avaliado o efeito da oxidação nas terminações dos fios de cobre conectados ao eletrodo de grafite; o efeito do uso do mediador azul de metileno; e o funcionamento de CCMs com alimentação intermitente. O pico de geração de diferença de potencial foi de 325 mV e 10 mV para eletrodos com e sem oxidação, respectivamente. A utilização de mediador promoveu um acréscimo aproximado de 250% na geração de diferença de potencial. E as CCMs em alimentação intermitente apresentaram estabilidade de geração de diferença de potencial e consumo de glicose.
Abstract: Microbial fuel cells (MFCs) are devices that promote the degradation of organic matter by means of microorganisms, with concomitant production of electric energy, presenting itself as a self-sustaining technology. It has potential use, for example, in the treatment of wastewater for the recovery of electric energy, in biosensors or in the construction of self-sustaining electronic devices. With the understanding of the mechanisms that relate the microbial metabolism and the generation of electricity, recent research focuses on optimizing the performance and efficiency of MFCs. The objective of the present work was to construct MFCs from three different architectures and to evaluate their operation using the Bacillus subtilis and Pseudomonas aeruginosa separately, operated with M9 medium. Were made two-chamber MFCs with graphite electrodes and Nafion membrane, being two in a batch system with volumes of 90 mL and 350 mL, and an intermittent feed system with a volume of 350 mL. In the study, the effect of oxidation was evaluated on the terminations of the copper wires connected to the graphite electrode; the effect of the use of the methylene blue mediator; and the operation of MFCs with intermittent power. The potential difference generation peak was 325mV and 10mV for electrodes with and without oxidation, respectively. The use of mediator promoted an approximate increase of 250% in the generation of potential difference. And MFCs in intermittent feeding presented stability of potential difference generation and glucose consumption.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/8988
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