Usando um tapete de fibra de carbono reciclado, os pesquisadores da Universidade de Warwick foram capazes de produzir hidrogênio a partir de águas residuais para Severn Trent, que poderia ser usado para alimentar veículos elétricos.
O tratamento de águas residuais é vital para remover os agentes patogênicos, mas normalmente consome muita energia – responsável por cerca de 3% do uso de energia no Reino Unido, o equivalente a 13 bilhões de quilowatts-hora.
Os pesquisadores conseguiram cortar a energia usada no processo de purificação usando células de eletrólise microbiana que usam microorganismos eletromagnéticos para quebrar poluentes orgânicos em águas residuais, produzindo água limpa e gás hidrogênio.
A capacidade de produzir gás hidrogênio é valiosa em si mesma, pois pode ser vendida para a indústria química e de plásticos ou usada em células a combustível de hidrogênio para armazenamento de energia ou veículos elétricos.
Embora a pesquisa pareça promissora, ela ainda não foi desenvolvida em escala industrial, já que os materiais do ânodo – que são usados na reação para decompor os poluentes orgânicos – são feitos de grafite ou carbono e custam várias centenas de libras por metro quadrado. Eles também produzem apenas baixas taxas de hidrogênio.
No entanto, a equipe de pesquisa tem refinado a técnica procurando materiais de ânodo e métodos de processamento alternativos e identificou com sucesso os tapetes de fibra de carbono reciclados como um ânodo alternativo, que custam apenas £ 2 por metro quadrado – significativamente mais barato do que os materiais de ânodo existentes.
Depois de testar as esteiras de fibra de carbono em águas residuais sintéticas e verdadeiras, os pesquisadores descobriram que as bactérias se desenvolveram no ânodo de fibra de carbono reciclado, que tinha melhor tolerância à temperatura e produzia mais hidrogênio do que os materiais usados anteriormente.
Eles então decidiram testar suas técnicas no local de tratamento de resíduos de Severn Trent em Minworth, onde processaram com sucesso até 100 litros de águas residuais por dia, removendo 51 por cento dos poluentes orgânicos e até 100 por cento dos sólidos em suspensão da água, enquanto também produzindo 18 vezes mais hidrogênio (com 100 por cento de pureza) do que o material de grafite.
O Dr. Stuart Coles, líder da equipe de pesquisa da Universidade de Warwick, disse: “Estamos muito entusiasmados com esta tecnologia. Ao retirar os resíduos dos setores automotivo e aeroespacial, desenvolvemos uma solução circular para um problema antigo. Em vez de apenas tratar as águas residuais, agora podemos extrair valor delas na forma de hidrogênio a um custo mais baixo do que nunca.
“A próxima fase deste trabalho é olhar para otimizar o design das células de eletrólise microbiana e reduzir ainda mais o nível de poluentes na água. Isso, por sua vez, deve ajudar a produzir ainda mais hidrogênio! ”
Bob Stear, engenheiro-chefe da Severn Trent, acrescentou: “Esta tecnologia tem o potencial de criar um processo de tratamento de águas residuais mais circular, que será essencial para cumprir nossas metas de sustentabilidade de longo prazo e planos líquidos zero. No momento, estamos ampliando o escopo da tecnologia em nossa planta de teste em Redditch. ”
Pesquisa original: “Electric vehicles could be powered by Hydrogen harvested from sewage”
