Utilização de algas como fonte de carbono para
produção de hidrogênio por fermentação por Lodo
anaeróbio
Naira, Tácila, Thaís, Matheus Lima e Matheus Francisco| Laboratório de Fotoquímica e fotobiologia do Departamento
de Química da FFCLRP-USP
A demanda atual por um combustível limpo,
produzido a partir de fontes renováveis e baratas,
motivou a busca por novas tecnologias. A produção
atual de hidrogênio, sendo cara e à custa de grandes
gastos de energia, levou à necessidade de se
desenvolver um novo método de produção desse gás
que atualmente é chamado de combustível do futuro.
Visão Geral
Combustível de foguetes;
Refinamento do petróleo;
Soldagem e fabricações de metais;
Matéria prima para a síntese de amônia;
Purificação de gases;
Utilizado para manufaturar vitaminas na indústria farmacêutica
Utilizado como gás carreador de elementos traços ativos como arsina e fosfina em equipamentos eletrônicos
Aplicação atual do Hidrogênio
Atualmente é a alternativa mais barata e eficiente
Aproximadamente 90% do hidrogênio é obtido a partir da reforma catalítica do gás natural
Emissão de gás carbônico (efeito estufa)
Sustenta a dependência do petróleo e outras fontes não renováveis
Impactos sobre o meio ambiente
Produção de hidrogênio a partir do gás natural
Gerar hidrogênio a apartir de fontes baratas
como rejeitos e algas, para emprega-lo como
combustível e assim minimizar o impacto
ambiental provocado atualmente pela
gasolina, diesel e etanol durante o transporte
de pessoas e mercadorias
Objetivo
Hidrólise da macroalga vermelha Kappaphycus
alvarezzi de modo a tornar disponível açúcares
redutores que possam ser utilizados por lodo
anaeróbio na fermentação e consequente
produção de hidrogênio
O projeto
Kappaphycus alvarezzi é uma macroalga marinha vermelha muito abundante
Utilizada na indústria alimentícia como gelificante, emulsificante e estabilizante
A alga
Carrage
na
• Polissacarídeo abundante na alga, possui poder emulsificante, gelificante e estabilizante
Galactose
• Monossacarídeo da carregena obtido por hidrólise
Açúcar livre
• Utilizado na fermentação por lodo anaeróbio
A hidrólise da alga
Obtido através do
tratamento de
vinhaça pela
indústria
sucroalcoleira
Constituído de
bactérias aeróbias e
anaeróbias
Bactérias
fermentativas
anaeróbias são o
alvo
O lodo
Além da fonte de carbono, outros
nutrientes são necessários para o
desenvolvimento do lodo
O meio de cultivo para o lodo
Reagente Concentração Custo (R$)
Argônio - -
HCl - 93,50/L
NaOH 1 M - 106,00/L
NH4Cl 0,11 g/L 267,00/Kg
MgSO4.7H2O 0,1 g/L 282,00/Kg
KH2PO4 0,136 g/L 456,00/Kg
Na2HPO4.2H2O 0,146 g/L 603,00/Kg
Oligoelementos 1 mL/L
Meio de cultivo
Material Concentração Custo (R$)
Fe2Cl2.4H2O 2 g/L 525,00/kg
H3BO3 50 mg/L 204,00/kg
ZnCl2 50 mg/L 288,00/kg
CuCl2.2H2O 38 mg/L 798,00/kg
MnCl2.4H2O 500 mg/L 676,00/kg
(NH4)6Mo7O24.4H2O 50 mg/L 1770,00/kg
AlCl3.6H2O 90 mg/L 50,00/kg
CoCl2.6H2O 2 g/L 2870,00/kg
NiCl2.6H2O 142 mg//L 602,00/kg
Na2SeO3.5H2O 164 mg/L 4510,00/kg
EDTA 1 g/L 578,00/kg
HCl 36% 1 mL/L 170,00/L
Oligoelementos
Hidrólise• Alga• HCl 1 M• 90ºC• Agitação
Neutralização• NaOH• Agitação
Fermentação• Lodo• Galactose• Outros
nutrientes
Tratamento efluentes
filtração
O processo produtivo
Hidrolisado neutralizado(galactose)
Reposição de lodo
Excretas resultantes do metabolismo celular e lodo para o tratamento de efluentes
CO2 + H2
Lodo + meio de cultivo + agitação a 35ºC
Preparo do meio de cultivo
Fermentador
Vantagens do Hidrogênio
Fonte renovável de energia
Não emite CO2 ou CO
Possui quantidade de energia por unidade de massa maior que qualquer outro combustível conhecido
Seu uso como combustível produz apenas energia limpa
5200 BTU/lb ou
120,7 KJ/g
3 vezes mais que o
petróleo em seu estado
líquido
Principal aplicação
Combustível verde
Não gera CO2 e nem CO , portanto não contribui para o efeito estufa
Sua combustão gera uma grande quantidade de energia
O subproduto da reação é água
Emite: CO2, CO e
NOx Efeito estufae
Impacto na saúde
Uso de fontes não renováveis
Emite: H2O
Uso de fontes
renováveis
Não contribui para o efeito
estufae
Não gera nenhum gás
poluente
Porque comprar?
Preço de mercado: R$ 63,11/m3
Custo final da produção: R$ 30,60/m3
Lucro: R$ 32,51/m3 (+48,5%)
Toyota anuncia lançamento de carro movido a hidrogênio para 2015
Lançamento previsto para 2015
Mercado inicial será a Califórnia nos EUA
Ocorrerão ações paralelas para estabelecer uma rede de postos de abastecimento de hidrogênio.
Notícia retirada do g1.globo.com atualizada em 07/01/2014
O veículo tem quase 500 Km de autonomia
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