Ao ponderarmos como vamos suprir as necessidades crescentes de energia do mundo ao longo do século 21, a discussão geralmente oscila entre combustíveis fósseis como carvão, petróleo e gás natural e fontes de energia alternativas emergentes como a energia eólica e solar. . Cada vez mais, porém, cientistas e engenheiros estão observando a possibilidade de explorar uma fonte improvável de combustível para gerar eletricidade: as águas residuais que rotineiramente despejamos pelo ralo.
No início desta semana, engenheiros da Oregon State University anunciaram um novo avanço em células de combustível microbianas que geram eletricidade a partir de águas residuais. Como descrito em um artigo na revista Energy and Environmental Science, eles desenvolveram uma tecnologia que usa bactérias para coletar energia dos componentes biodegradáveis do esgoto a uma taxa 10 a 50 vezes mais eficiente que os métodos anteriores.
O engenheiro Hong Liu trabalha com a célula de combustível no laboratório. (Foto via Universidade Estadual do Oregon) "Se essa tecnologia funcionar em escala comercial da maneira que acreditamos, o tratamento de efluentes pode ser um enorme produtor de energia, e não um enorme custo de energia", disse Hong Liu, um dos autores do estudo. "Isso pode ter um impacto em todo o mundo, economizar muito dinheiro, fornecer melhor tratamento da água e promover a sustentabilidade energética".
Atualmente, os métodos convencionais usados para tratar águas residuais consomem uma grande quantidade de energia - cerca de três por cento de toda a eletricidade usada no país, estimam especialistas. Se os cientistas são capazes de descobrir uma maneira eficiente de gerar eletricidade como parte do processo, eles poderiam inverter essa equação. O conceito existe há algum tempo, mas só recentemente os avanços práticos nos aproximaram de empregar o princípio comercialmente.
Os métodos anteriores dependiam da digestão anaeróbica, na qual as bactérias decompõem elementos biodegradáveis em águas residuais na ausência de oxigênio e produzem metano (gás natural) como subproduto. Este gás pode então ser coletado e queimado como combustível.
A tecnologia da equipe do estado de Oregon, em contraste, aproveita o material biodegradável em águas residuais para alimentar bactérias aeróbicas, que digerem as substâncias com o uso de oxigênio. Quando os micróbios oxidam esses componentes do esgoto - e, por sua vez, limpam a água - eles produzem um fluxo constante de elétrons. À medida que os elétrons fluem do anodo para o cátodo dentro de uma célula de combustível, eles produzem uma corrente elétrica, que pode ser usada diretamente como fonte de energia. Além disso, esse processo limpa a água com mais eficácia do que a digestão anaeróbica e não produz subprodutos indesejados.
No laboratório, a configuração da equipe - que melhora os projetos anteriores com ânodos e cátodos mais espaçados e um novo processo de separação de material que isola o conteúdo orgânico das águas residuais de forma mais concentrada - produziu mais de dois kilowatts por metro cúbico de água residual. uma quantidade significativamente maior do que as tecnologias anteriores de digestão anaeróbica. Para comparação, o domicílio médio dos EUA usa aproximadamente 1, 31 quilowatts de eletricidade a qualquer momento. O novo dispositivo pode funcionar com qualquer tipo de material orgânico - não apenas água residual, mas também palha, resíduos animais e subprodutos da produção industrial de cerveja e laticínios.
Os pesquisadores dizem que provaram a tecnologia em uma escala relativamente substancial no laboratório e estão prontos para um estudo piloto de larga escala. Eles estão buscando financiamento para montar uma célula de combustível de grande escala, idealmente acoplada a uma planta de processamento de alimentos, que produziria um fluxo consistente e de alto volume de águas residuais. Eles prevêem que, uma vez que a tecnologia seja comprovada e os custos de construção caírem, a aplicação desse tipo de processamento de águas residuais produzirá eletricidade renovável de baixo custo e reduzirá o custo do processamento de esgoto.
Essa tecnologia seria especialmente atraente em um país em desenvolvimento, onde resolveria imediatamente dois problemas: falta de eletricidade barata e escassez de água limpa. A pesquisa para melhorar a eficiência do processo ainda está em andamento, mas parece que em breve, os dias de descarga de energia no vaso sanitário terão acabado.
