Avaliação das propriedades de transporte da Celulose Bacteriana modificada como elemento para células de combustível microbiana

Abstract

As células de combustível de membrana de troca de prótons surgiram como fontes de energia limpa com amplas aplicações. As membranas perfluorossulfonadas, especialmente as membranas Nafion® (DuPont), têm sido consideradas o padrão em células a combustível, atribuídas à sua superior estabilidade térmica, mecânica, química e alta condutividade de prótons. Por outro lado, apresentam várias desvantagens como o alto custo resultante dos complicados processos de fabricação. Tendo em vista a diminuir o custo de produção para a conversão de energia eletroquímica em células de combustível, uma tecnologia chave no desenvolvimento da economia do hidrogênio, são necessários o estudo de novos materiais. A celulose bacteriana surgiu como um candidato potencial para esta importante aplicação. A celulose bacteriana tem a mesma formulação química que a celulose vegetal, porém suas fibras estão na escala manométrica, dando a esse tipo de celulose características distintas. Entre essas propriedades destacam-se a alta resistência mecânica e à tração, a possibilidade de inserções de materiais para obtenção de compósitos, cristalinidade, pureza química e elevada capacidade de ligação à água, baixa permeação de gás e boa biocompatibilidade, porém a condutividade de prótons não é tão elevada. Neste sentido o trabalho teve como objetivo funcionalizar a celulose bacteriana e caracterizar as membranas obtidas, a fim de verificar a possibilidade de seu uso como polímero alternativo à membrana de Nafion. Neste trabalho foi avaliada a produção e funcionalização de membranas a base de celulose microbiana para uso em células a combustível. As análises feitas via DRX confirmam a formação da estrutura a base de celulose, sendo evidenciada e comprovada pela análise termogravimétrica. A microestrutura analisada por MEV mostra a presença de fibras e filamentos característicos da celulose. Devido ao tempo de projeto e em decorrência da pandemia que ocorreu, as análises de condutividade e coeficiente de difusão das amostras ainda necessitam serem feitas nas amostras funcionalizadas, apesar disso constatou-se que as membranas produzidas têm viabilidade para uso em células a combustível e há necessidade de estudos posteriores para um melhor entendimento de seu funcionamento.