Química Ambiental: Solução de dois grandes problemas com uma única sacada.

CélulaDessalinizadoraUma célula de combustível microbiana é modificada para usar matéria orgânica como fonte de energia e consegue dessalinizar a água enquanto gera eletricidade.

Ninguém mais duvida de que a água potável no planeta Terra é um recurso inestimável o qual devemos e temos que gerir cuidadosamente, pois a oferta mundial está diminuindo.

É sabido também que a água do mar é uma grande e atrativa fonte alternativa para a produção de água potável, porém as atuais tecnologias de dessalinização consomem grandes quantidades de energia e isso inviabiliza a proposta.

Existem vários processos para dessalinizar a água do mar, ou seja, para separar o cloreto de sódio (NaCl) da água (H2O).

A decantação gravitacional é um processo utilizado há muitos milênios, no entanto apresenta baixo índice de eficiência, visto que são necessários vários ciclos de decantação para conseguir eliminar mais que 90% do sal.

A utilização de um reator – uma célula apropriada para quebrar a ligação iônica entre os átomos de sódio (Na) e cloro (Cl) – depende de muita energia externa para realizar o processo desejado.

Procurando alguma solução para esse problema, a equipe de Xia Huang na Universidade Tsinghua, em Pequim, teve a idéia de modificar uma célula de combustível microbiana para dessalinizar a água e, ao mesmo tempo, gerar energia elétrica.

Uma célula de combustível microbiana típica consiste de dois compartimentos – o ânodo (carga negativa) e o cátodo (carga positiva) – separados por uma membrana iônica.

No compartimento do ânodo, as bactérias oxidam a matéria orgânica para gerar elétrons e prótons, enquanto no compartimento do cátodo, prótons e elétrons combinam com o oxigênio para formar a água.

Para completar o processo, uma corrente elétrica flui do ânodo para o cátodo através de um circuito externo.

Em seu novo aparelho (ver foto), os pesquisadores inseriram uma membrana de troca aniônica próxima ao ânodo e uma membrana de troca catiônica próxima do cátodo. Esta alteração introduz um compartimento central dentro da célula onde ocorre a dessalinização.

Após a produção de eletricidade pelas bactérias, os íons positivos de sódio e os íons negativos de cloro, separados no compartimento central, avançam para os respectivos compartimentos de ânodo e de cátodo.

Usando essa célula modificada, os pesquisadores conseguiram remover cerca de 90% do sal da água do mar em um ciclo e gerar potência elétrica de até 31 watts por metro cúbico de água – 31 W/m3(com base no volume total do reator).

Embora o desempenho nas duas contagens ainda seja insuficiente para aplicações práticas, a abordagem é muito animadora, pois demonstra um grande potencial para resolver problemas de água potável e de energia, simultaneamente.

Vamos ficar torcendo para que essa célula continue sendo desenvolvida e que os resultados logo se tornem economicamente viáveis.

Quem estiver interessado em mais e melhores informações, deve consultar:

Cao, X. et al. A new method for water desalination using microbial desalination cells. Environ. Sci. Technol. doi:10.1021/es901950j (2009).

Tags: ,

Deixe um comentário