Desenvolvimento de membranas compósitas à base de celulose bacteriana para pilhas de combustível microbianas

• Autor(a) principal: Cordeiro, Daniel Martins
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/22706
• topic: Biotecnologia ambiental; Pilhas de combustível; Celulose - Agentes bacterianos; Compósitos poliméricos; Membranas (Tecnologia)

As pilhas de combustível microbianas constituem uma tecnologia com a potencialidade de produção de energia elétrica com simultâneo tratamento de efluentes. Esta potencialidade assume particular relevância num mundo que cada vez mais procura soluções ecológicas e sustentáveis para a produção de eletricidade. Neste sentido, o desenvolvimento de membranas de permuta protónica com base em celulose bacteriana (BC) irá contribuir para aumentar o caráter ecológico das pilhas de combustível microbianas (MFCs). O presente trabalho tem por objetivo o desenvolvimento de membranas compósitas baseadas em BC e no ácido poli(4-estireno sulfónico) (PSSA) para aplicação em MFCs. Deste modo, a produção, caraterização e aplicação de membranas de PSSA/BC numa pilha de combustível microbiana é descrita como uma abordagem relevante à produção de eletricidade por microrganismos com recurso a materiais de base biológica. O polímero PSSA foi incorporado com sucesso na estrutura tridimensional da BC através da polimerização radicalar in situ do monómero ácido 4-estirenosulfónico na presença de um agente reticulante. Estas membranas compósitas apresentam uma capacidade de troca iónica de 1,85 ± 0,83 mmol.g-1 e condutividades protónicas máximas de 17,3 mS.cm-1 (94 ºC, 98% humidade relativa, configuração através-do-plano) e 344 mS.cm-1 (80 ºC, 98% humidade relativa, configuração em-plano). Estes resultados demonstram um comportamento anisotrópico da condutividade protónica das membranas compósitas dependente da configuração em que é medida. A aplicação de uma membrana de PSSA/BC numa pilha de combustível microbiana originou uma potencia máxima de 2,42 mW.m-2, uma voltagem de circuito aberto de 0,436 V e uma resistência interna de 1,51×104 Ω. Estes valores são superiores aos obtidos com uma membrana comercial de Nafion®.