De acordo com pt.wedoany.com-Pesquisadores da Universidade Tecnológica de Michigan estão desenvolvendo um sistema de célula de combustível de biocombustível microbiano que gera eletricidade a partir da matéria orgânica já presente na água do mar, ajudando sensores subaquáticos a permanecerem operacionais por mais tempo. O projeto faz parte do programa "Bioenergia Subaquática" (BLUE) da Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa dos EUA, com o objetivo de criar sistemas de energia subaquáticos auto-reabastecíveis para sensores oceânicos de longa duração. Atualmente, a maioria dos sistemas de monitoramento subaquático depende de baterias, cujas operações de recuperação e substituição são de alto custo.
A equipe liderada pela Universidade Tecnológica de Michigan está testando células de combustível microbianas (MFCs), que utilizam bactérias para converter matéria orgânica dissolvida e biomassa marinha microscópica em corrente elétrica. Os pesquisadores afirmam que a tecnologia pode apoiar sensores de defesa naval, sistemas de monitoramento ecológico e redes acústicas subaquáticas. Os pesquisadores já concluíram uma implantação subaquática de 30 dias na Baía de Chesapeake, onde o sistema protótipo gerou energia continuamente enquanto totalmente submerso. Amy Marcarelli, professora distinta de Ciências Biológicas da Universidade Tecnológica de Michigan, declarou: "Cada vez mais, sensores de todos os tipos estão sendo implantados em ambientes marinhos para observar condições ecológicas, migrações biológicas e informações acústicas relevantes para a defesa naval."
O princípio de funcionamento da célula de combustível microbiana baseia-se na transferência natural de elétrons pelas bactérias durante seu metabolismo, gerando corrente elétrica ao se moverem entre o ânodo e o cátodo. O principal desafio de engenharia é que a água do mar contém muito menos matéria orgânica do que os ambientes típicos de uso das MFCs (como estações de tratamento de esgoto), e o alto teor de oxigênio do ambiente marinho pode interferir na produção de eletricidade pelos micróbios. Para melhorar o desempenho, os pesquisadores usaram carvão ativado granular em células de combustível tubulares, concentrando a matéria orgânica e fornecendo uma superfície para os micróbios formarem biofilmes, permitindo a geração contínua de energia mesmo em condições ricas em oxigênio. Marcarelli disse: "A ideia básica é que os micróbios movem elétrons durante seu metabolismo. Em uma célula de combustível microbiana, esses processos transferem elétrons do ânodo para o cátodo, produzindo uma corrente elétrica que podemos aproveitar." Versões mais recentes utilizam unidades modulares empilháveis com bombas de água e placas de controle independentes. O protótipo mais recente foi testado na Baía de Galveston, onde, segundo relatos, três das quatro unidades geraram energia com sucesso.
O sistema foi projetado para operar completamente submerso, sem depender da energia das ondas superficiais ou de manutenção humana, permitindo que sensores oceânicos permaneçam ativos por mais tempo em ambientes remotos. A equipe também usou dados de sensoriamento remoto e ambientais para construir modelos preditivos que estimam onde, nas regiões costeiras globais, as células de combustível microbianas podem gerar energia suficiente. Michael Sayers, cientista pesquisador principal do Instituto de Pesquisa da Universidade Tecnológica de Michigan, disse: "O que realmente estamos fazendo do nosso lado é combinar recursos de sensoriamento remoto, dados de campo, dados experimentais de laboratório e experimentos reais de implantação de MFCs." Os pesquisadores estão agora se preparando para uma implantação em maior escala na Baía de Chesapeake, envolvendo 10 células de combustível microbianas, com o objetivo de estudar o desempenho a longo prazo e avaliar se esses sistemas podem, em última análise, suportar operações subaquáticas de até um ano.
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