Gás limpo a partir de água suja

Todos os dias utilizamos centenas de litros de água. É importante que, depois de usadas e contaminadas, estas águas residuais domésticas e industriais possam retomar ao meio ambiente “limpas”, sem constituírem um perigo para ninguém. Actualmente em Portugal isso é feito pelas Estações de Tratamento de Águas Residuais (ETARs). Mas poderá o tratamento de águas residuais ter outras vantagens? Um grupo de investigadores da Universidade Autónoma de Barcelona defende que sim: É possível produzir electricidade e gás hidrogénio a partir dos resíduos orgânicos das águas residuais.

A ideia de produzir electricidade a partir de águas residuais não é nova. Os compostos orgânicos que contaminam as águas residuais têm um elevado nível de energia química (energia contida nas ligações químicas entre os átomos das moléculas orgânicas) que pode, em princípio, ser transformada em energia eléctrica.  Mas só recentemente apareceram os primeiros sistemas bioeléctricos, sistemas que recorrem a micro-organismos para produção de electricidade ou de gases como o hidrogénio.

Os cientistas do grupo catalão criaram uma célula que recorre a microorganismos para produzir gás hidrogénio, chamada célula electrolítica microbiana (ver figura à esquerda). Esta é uma célula simples, constituída por apenas uma câmara cheia de águas residuais onde estão mergulhados dois eléctrodos. Os eléctrodos estão ligados a um pequeno circuito eléctrico que fornece uma corrente eléctrica com uma tensão de 0,8 V (menos de que uma pequena pilha do comando de televisão).

É num dos eléctrodos da célula electrolítica microbiana, o ânodo, que se dá a magia. O ânodo está coberto por um biofilme com centenas de milhares de bactérias de dois tipos diferentes: Por um lado bactérias fermentadoras, que transformam os resíduos orgânicos em moléculas orgânicas mais simples; por outro lado bactérias exoelectrogénicas,  que usam as moléculas mais simples para “produzir” electrões. Os electrões são depois “recolhidos” pelo ânodo e a corrente eléctrica gerada desta forma é usada para produzir gás hidrogénio.

O grupo de investigadores pretende optimizar estas células electrolíticas e adapta-las, para que possam ser usadas em ETARs na rentabilizar dos resíduos orgânicos. O grupo publicou agora um artigo em que prova a produção abundante de gás hidrogénio a partir de águas residuais ricas em leite (uma mistura de proteínas, açucares e gorduras), e de águas residuais domésticas. 

Os investigadores testaram a célula electroquímica microbiana com quatro tipos de águas residuais: uma constituída principalmente por leite (mistura de proteínas, gordura e açucares, à esquerda), outra constituída principalmente por glicerol (ao centro), amido (principal constituinte de batatas, à direita) e finalmente uma mistura das três primeiras. Apenas o primeiro tipo (leite) e a mistura de águas residuais deram resultados satisfatórios.

De acordo com o grupo de investigadores da Universidade Autónoma de Barcelona, os resultados demonstram que no futuro pode ser possível a adaptação de células electrolíticas microbianas a ETARs, pelo menos a nível das águas residuais domésticas (produzidas em cidades, vilas e aldeias) e das águas residuais da indústria de lacticínios.