Pesquisadores do Labiore (Laboratório de Biotecnologia Ambiental e Energias Renováveis) do campus de Ribeirão Preto da USP uniram duas metodologias e conseguiram produzir hidrogênio e energia elétrica em experimentos de laboratório a partir da fermentação de bactérias isoladas de efluentes e de sedimentos marinhos.

O uso de bactérias com essa finalidade já foi tema de estudos anteriores realizados por outros grupos de cientistas. A inovação da pesquisa realizada na FFCLRP (Departamento de Química da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto) da USP está no uso de dois biocatalisadores inéditos, que se complementam: o primeiro usa a bactéria Clostridium beijerinckii, isolada pelo grupo de pesquisa da USP; e o segundo, bactérias exoeletrogênicas, provenientes de sedimento marinho e capazes de transportar elétrons para fora delas.

Energia limpa

O resultado da união das metodologias foi a geração de gás hidrogênio – combustível limpo, livre de carbono – e energia elétrica usando integralmente compostos orgânicos. O projeto foi realizado no mestrado do pesquisador Vinicius Fabiano dos Passos sob a coordenação da professora Valéria Reginatto Spiller. “Este sistema pode ser aplicado no tratamento de efluentes domésticos e industriais, que seriam a fonte de materiais orgânicos poluentes, resultando em um duplo benefício: a geração de energia limpa e o tratamento desses resíduos”, destaca a professora.

Bactérias e sedimentos

Na primeira etapa do estudo, os pesquisadores usaram a bactéria Clostridium beijerinckii isolada do lodo do sistema de tratamento de efluentes pela pesquisadora Bruna Constante Fonseca, em sua pesquisa de mestrado. As bactérias foram colocadas em um meio líquido dentro de um biorreator contendo carboidratos, simulando o material orgânico de efluentes. O resultado da fermentação desse líquido pelas bactérias foi hidrogênio em sua forma gasosa. Mas no meio líquido onde elas estavam ainda ficaram ácidos orgânicos que também apresentavam potencial para gerar energia. E aí começa a segunda etapa da pesquisa.

Os ácidos orgânicos que restaram da etapa anterior foram colocados em uma célula a combustível microbiológica (CCM). A professora Valéria esclarece que a CCM é uma “bateria biológica” na qual compostos químicos, especialmente os ácidos orgânicos, são oxidados pelas bactérias exoeletrogênicas.

Otimizar o sistema

Segundo ela, os estudos continuam. “Queremos entender melhor o funcionamento da bateria biológica, para otimizar os biocatalisadores, pois algumas bactérias também consomem os elétrons, ou seja, a energia que é produzida. Quanto ao Clostridium, tem um tipo específico de ácido orgânico, o ácido acético, que é o preferido das bactérias exoeletrogênicas. Então podemos otimizar o processo para gerar mais ácido acético”, diz.

O projeto tem apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo e contou com bolsas da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) e da Fapesp. A identificação dos grupos de bactérias presentes no ânodo da CCM teve a colaboração do professor Fernando Dini Andreote e do pesquisador Armando Cavalcante Franco Dias, da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq) da USP, em Piracicaba.

Fonte: Jornal da USP