ESTUDO DA VARIAÇÃO DA RESISTÊNCIA EXTERNA EM CÉLULA COMBUSTÍVEL MICROBIANA

ESTUDO DA VARIAÇÃO DA RESISTÊNCIA EXTERNA EM CÉLULA COMBUSTÍVEL MICROBIANA

NÚÑEZ, R. H.; MORAES, P. S.; BASTOS, R. B.; OGRODOWSKI, C.; SANTANA, F. B.

Artigo Completo:

A variação da resistência externa (Rext) consiste em uma maneira simples e prática para otimizar o desempenho de uma célula combustível microbiana (CCM), com a finalidade de proceder, se possível, com ações que busquem reduzir as resistências internas do sistema. Neste contexto foram avaliados os efeitos da Rext frente à máxima densidade de corrente elétrica específica, a máxima potência gerada e por fim identificar as resistências internas totais (Rint), resistência ôhmica (Rohm) e a resistência à transferência de carga (Rct). A máxima densidade de corrente específica foi atingida com uma Rext de 47 Ω (425,01 mA/m2), já a potência máxima foi de 208,25 mW/m2 com uma Rext de 47 Ω. A determinação das resistências Rint, Rohm e Rct foi realizada através da regressão polinomial de segundo grau sendo os menores valores encontrados de 35,02 Ω (560 Ω), 2,05 Ω (1000 Ω) e 40,91 Ω (47 Ω). Dessa forma conclui-se que a Rext influencia tanto nos parâmetros eletroquímicos quanto na densidade energética e potência máxima atingida.

A variação da resistência externa (Rext) consiste em uma maneira simples e prática para otimizar o desempenho de uma célula combustível microbiana (CCM), com a finalidade de proceder, se possível, com ações que busquem reduzir as resistências internas do sistema. Neste contexto foram avaliados os efeitos da Rext frente à máxima densidade de corrente elétrica específica, a máxima potência gerada e por fim identificar as resistências internas totais (Rint), resistência ôhmica (Rohm) e a resistência à transferência de carga (Rct). A máxima densidade de corrente específica foi atingida com uma Rext de 47 Ω (425,01 mA/m2), já a potência máxima foi de 208,25 mW/m2 com uma Rext de 47 Ω. A determinação das resistências Rint, Rohm e Rct foi realizada através da regressão polinomial de segundo grau sendo os menores valores encontrados de 35,02 Ω (560 Ω), 2,05 Ω (1000 Ω) e 40,91 Ω (47 Ω). Dessa forma conclui-se que a Rext influencia tanto nos parâmetros eletroquímicos quanto na densidade energética e potência máxima atingida.

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/chemeng-cobeqic2015-460-34084-264296

Referências bibliográficas

• [1] AELTERMAN, P.; VERSICHELE, M.; MARZORATI, M.; BOON, N.; VERSTRAETE, W. Loading rate and external resistance control the electricity generation of microbial fuel cells with different three-dimensional anode, Bioresource Technology, v. 99, p. 8895–8902, 2008.
• [2] IEROPOULOS, IA, GREENMAN, J, MELHUISH, C, HART, J. Comparative study of three types of microbial fuel cell. Enzyme and Microbial Technology, v. 37, p. 238–45, 2005.
• [3] JIANG, D.; LI, B. Granular activated carbon single-chamber microbial fuel cells (GAC-SCMFCs): A design suitable for large-scale wastewater treatment processes. J. Biochemical Engineering v. 47, p. 31–37, 2009.
• [4] JUNG, S.; REGAN, J. M. Influence of External Resistance on Electrogenesis, Methanogenesis, and Anode Prokaryotic Communities in Microbial Fuel Cells Applied and Environmental Microbiology, v. 77, n. 2, p. 564–571, 2011.
• [5] LIU H.; CHENG S.; LOGAN B. E. Production of Electricity from Acetate or Butyrate Using a Single-Chamber Microbial Fuel Cell Environmental Science Andamp; Technology, v. 39, p. 658-662, 2005.
• [6] LOGAN, B. E.; HAMELERS, B.; ROZENDAL, R.; SCHRÖDER, U.; KELLER, J.; FREGUIA, S.; AELTERMAN, P.; VERSTRAETE, W.; RABAEY, K.. Microbial Fuel Cells: Methodology and Technology. Environmental Science Andamp; Technology, v. 40, n. 17, p. 5181-5192, 2006.
• [7] LOGAN, B. E.; REGAN, J. M. Electricity-producing bacterial communities in microbial fuel cells Trends in Microbiology, v.14, n. 12, p. 512-518, 2006.
• [8] LYON, D. Y.; BURET, F.; VOGEL, T. M.; MONIER, J. M. Is resistance futile? Changing external resistance does not improve microbial fuel cell performance Bioelectrochemistry, v. 78, p. 2–7, 2010.
• [9] PANT, D.; BOGAERT, G.V.; DIELS, L.; VANBROEKHOVEN, K. Bioresource Technology v. 101, p. 1533–1543, 2010.
• [10] SCOTT K.; COTLARCIUC I.; HALL D.; LAKEMAN J. B.; BROWNING D. Power from marine sediment fuel cells: the influence of anode material. J. Applied Electrochemistry v. 38, p. 1313–1319, 2008.
• [11] SEKAR N.; R. P. RAMASAMY Electrochemical Impedance Spectroscopy for Microbial Fuel Cell Characterization, J. Microbial Biochemical Andamp; Technology, p. 2-14, 2013.
• [12] TELEKEN, J. T. Modelagem Matemática da Geração de Corrente Elétrica em uma Célula Combustível Microbiana Inoculada com Micro-Organismos Marinhos, Florianópolis, 2013.
• [13] YAZDI, H. R.; CHRISTY, A. D.; CARVER, S. M.; YU Z.; B. DEHORITY, A.; TUOVINEN, O. H. Effect of external resistance on bacterial diversity and metabolism in cellulose-fed microbial fuel cells, Bioresource Technology, v. 102, p. 278–283, 2011.

Como citar:

NÚÑEZ, R. H.; MORAES, P. S.; BASTOS, R. B.; OGRODOWSKI, C.; SANTANA, F. B.; "ESTUDO DA VARIAÇÃO DA RESISTÊNCIA EXTERNA EM CÉLULA COMBUSTÍVEL MICROBIANA", p-923-928. In: Anais do XI Congresso Brasileiro de Engenharia Química em Iniciação Científica [=Blucher Chemical Engineering Proceedings, v. 1, n.3]. ISSN Impresso: 2446-8711. São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN 23591757, DOI 10.5151/chemeng-cobeqic2015-460-34084-264296