Pesquisadores do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (Ipen), vinculado à USP, realizaram uma descoberta inovadora: a utilização do caldo de cana para gerar energia elétrica em células a combustível.
Diferente do processo tradicional que transforma o caldo em etanol, essa nova técnica evita a formação de resíduos nocivos ao meio ambiente, como a vinhaça. Após o sucesso dos experimentos em laboratório, o próximo passo dos cientistas é desenvolver essa técnica em escala industrial.
Funcionamento das células a combustível
O pesquisador Almir Oliveira Neto, que coordenou a pesquisa, explica que a célula a combustível opera de maneira semelhante a uma pilha, mas com o combustível sendo consumido para gerar eletricidade. A célula possui dois eletrodos: o ânodo, onde ocorre a oxidação do combustível, e o cátodo, onde o oxigênio é reduzido.
Entre os dois eletrodos, há uma membrana que age como eletrólito, conduzindo eletricidade e formando um sistema que gera energia elétrica. No caso do dispositivo desenvolvido, a oxidação do caldo de cana acontece no ânodo e a redução de oxigênio no cátodo.
Uma das grandes vantagens do uso do caldo de cana direto é a ausência de resíduos ambientais perigosos, como a vinhaça, que é um subproduto da produção de etanol. Isso contribui significativamente para a preservação ambiental. Além disso, a energia gerada pode ser direcionada para a fabricação de produtos de maior valor agregado, como ácidos glucônico, sacárico, lático, levulínico e furfural, que têm diversas aplicações nas indústrias alimentícia, de cosméticos, farmacêutica e de polímeros.
Segundo Oliveira Neto, a célula a combustível pode utilizar o caldo de cana obtido diretamente da moagem, similar ao vendido em feiras livres. No entanto, é necessário padronizar esse caldo devido às variações sazonais da cana. Para a pesquisa, foi produzido um caldo de cana sintético para comparação de resultados, mas também foi utilizado caldo de cana in natura em estudos anteriores.
Escalabilidade da tecnologia
O protótipo desenvolvido pelos pesquisadores demonstrou que é possível aumentar a escala em laboratório. Para se trabalhar com maiores quantidades de caldo de cana e obter mais energia, será necessário aumentar a área dos eletrodos e desenvolver a tecnologia para uma escala maior. Além disso, serão necessários mais recursos públicos e privados para concretizar o uso do dispositivo em escala industrial.
O estudo contou com a participação dos pesquisadores Bruno Villardi, Júlio Nadenha, Victória Maia, Priscila Zambiazi e Rodrigo Souza, todos vinculados ao Ipen e ao Programa de Tecnologia Nuclear e Materiais da USP. A supervisão foi de Almir Oliveira Neto, com co-orientação de Rodrigo Souza. Os resultados dessa pesquisa foram publicados em artigos na Revista Virtual de Química e na revista científica SugarTech, demonstrando o desempenho eletrocatalítico de diferentes composições de metais para a geração de energia a partir do caldo de cana.
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Fonte: Jornal da USP e Ciclo Vivo