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Tipo: Dissertação
Título: Construção e operação de uma célula combustível microbiana com análise de bactérias eletroativas
Título em inglês: Construction and operation of a microbial fuel cell with analysis of electrogenic bacteria
Autor(es): Soares, Kaline Araújo
Orientador: Lobo, Fernanda Leite
Palavras-chave em português: Energia - Fontes alternativas;Sistemas bioeletroquimicos;Bactérias eletroativas
Palavras-chave em inglês: Renewable energy sources;Bioelectrochemical systems;Electroactive bacteria
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Data do documento: 2024
Citação: SOARES, Kaline Araújo. Construção e operação de uma célula combustível microbiana com análise de bactérias eletroativas. 2024. 76 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2024.
Resumo: Nos últimos anos, os sistemas bioeletroquímicos têm ganhado destaque devido às crescentes preocupações com a escassez de água. Em particular, as células de combustível microbianas (MFCs) mostraram seu potencial em converter a energia química presente em compostos orgânicos em eletricidade , por meio de processos catalíticos mediados por microrganismos. Além de prometerem a geração de eletricidade renovável , esses sistemas desempenham um papel fundamental na remoção de compostos orgânicos de águas residuais, caracterizando se por seu baixo consumo de energia e água, biocatalisadores autossustentáveis, alta eficiência de conversão e custos reduzidos . Onde desenvolveu e avaliou os sistemas bioeletroquimicos MFC (Microbial Fuel Cell) Célula combustível microbiana, além da obtenção de dados da performance de bactérias eletroativas em Fortaleza/ CE. Os resultados experimentais demonstraram que os MFCs operados em modo batelada alimentados por 144 dias (MFC1) e (MFC2) 125 dias produziram máximas de ~500 mV, com tempos de ciclo batelada variando em torno de 2 dias. Observou se um aumento significativo no crescimento microbiano nas MFC1 e MFC2, juntamente com a estabilização das células . Os dados também revelaram variações nas configurações de pH, temperatura e condutividade ao longo do experimento. Essa descoberta é particularmente promissora, pois indica que a produção da tensão de 550mv está vinculada a uma variedade de bactérias, diferindo significativamente de várias pesquisas que se concentram nos gêneros Geobacter e Shewanella como os principais protagonistas em células a combustível microbianas portanto nesse estudo de gêneros predominantes foi Camamonas, Serratia, Paraclostridium , Bacillus e Clostridium. Destaca se que o MFC1 alcançou uma produção de 600 ± 0,2 mW/m², enquanto o MFC2 registrou 350 ± 0,5 mW/m². Esses resultados indicam uma associação da produção de tensão de 550mV com uma variedade de bactérias, ampliando a compreensão sobre os protagonistas em células de combustível microbianas. Conclui se que o desenvolvimento da tecnologia de MFC não deve se basear apenas em culturas puras, mas também em culturas mistas, que se mostraram eficazes e robustas. Essas descobertas abre m novas possibilidades para explorar o potencial de diferentes gêneros bacterianos na eficiência e diversidade funcional dessas tecnologias.
Abstract: In recent years, bioelectrochemical systems have gained prominence due to increasing concerns about water scarcity. Particularly, microbial fuel cells (MFCs) have shown their potential to convert the chemical energy present in organic compounds into electricity through catalytic processes mediated by microorganisms. In addition to promising renewable electricity generation, these systems play a fundamental role in removing organic compounds from wastewater, characterized by their low energy and w ater consumption, self sustainable biocatalysts, high conversion efficiency, and reduced costs. Where developed and evaluated MFC (Microbial Fuel Cell) bioelectrochemical systems Microbial fuel cell, in addition to obtaining data on the performance of el ectroactive bacteria in Fortaleza/CE. Experimental results demonstrated that MFCs operated in batch mode for 144 days (MFC1) and 125 days (MFC2) produced maxima of ~500 mV, with batch cycle times varying around 2 days. A significant increase in microbial g rowth was observed in MFC1 and MFC2, along with cell stabilization. The data also revealed variations in pH, temperature, and conductivity settings throughout the experiment. This finding is particularly promising as it indicates that the production of 550 mV voltage is linked to a variety of bacteria, differing significantly from various studies focusing on Geobacter and Shewanella as the main protagonists in microbial fuel cells. Therefore, in this study, the predominant genera were Camamonas, Serratia, Paraclostridium, Bacillus, and Clostridium . It is noteworthy that MFC1 achieved a production of 600 ± 0.2 mW/m², while MFC2 recorded 350 ± 0.5 mW/m². These results indicate an association of the 550mV voltage production with a variety of bacteria, expanding the understanding of the protagonists in microbial fuel cells. It is concluded that the development of MFC technology should not be based solely on pure cultures but also on mixed cultures, which have proven to be effective and robust. These findings open up new possibilities to explore the potential of different bacterial genera in the efficiency and functional diversity of these technologies.
Descrição: Este documento está disponível online com base na Portaria nº 348, de 08 de dezembro de 2022, disponível em: https://biblioteca.ufc.br/wp-content/uploads/2022/12/portaria348-2022.pdf, que autoriza a digitalização e a disponibilização no Repositório Institucional (RI) da coleção retrospectiva de TCC, dissertações e teses da UFC, sem o termo de anuência prévia dos autores. Em caso de trabalhos com pedidos de patente e/ou de embargo, cabe, exclusivamente, ao autor(a) solicitar a restrição de acesso ou retirada de seu trabalho do RI, mediante apresentação de documento comprobatório à Direção do Sistema de Bibliotecas.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/79760
Currículo Lattes do(s) Autor(es): http://lattes.cnpq.br/2336677130307284
ORCID do Orientador: https://orcid.org/0000-0002-9468-7039
Currículo Lattes do Orientador: http://lattes.cnpq.br/2038180250879520
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Aparece nas coleções:DEME - Dissertações defendidas na UFC

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