Os cientistas de materiais e engenheiros bioeletroquímicos da Cornell podem ter criado um inovador, material de eletrodo de custo competitivo para limpeza de poluentes em águas residuais.

Os pesquisadores criaram eletrodos de nanofibra de carbono eletrofiados e os revestiram com um polímero condutor, chamado PEDOT, para competir com os eletrodos de tecido de carbono disponíveis no mercado. Quando o revestimento PEDOT é aplicado, uma camada eletricamente ativa de bactérias - Geobacter sulfurreducens - cresce naturalmente para criar eletricidade e transferir elétrons para o novo eletrodo.

As nanofibras condutoras criam uma superfície favorável para esta bactéria, que digere poluentes das águas residuais e produz eletricidade, de acordo com a pesquisa.

"Os eletrodos são caros de fazer agora, e este material pode derrubar o preço dos eletrodos, tornando mais fácil limpar a água poluída, "disse o co-autor Juan Guzman, doutorando na área de engenharia biológica e ambiental.

Sob um microscópio, o eletrodo de nanofibra de carbono se assemelha a um limpador de cozinha. O eletrodo foi feito pelo co-autor Meryem Pehlivaner, EM. '13, atualmente é estudante de doutorado na Northeastern University, com a autora sênior Margaret Frey, professor de ciência da fibra e reitor associado do College of Human Ecology. Pehlivaner fabricou as nanofibras de carbono por meio de processos de eletrofiação e carbonização. Depois de algumas horas de eletrofiação, uma espessa folha de nanofibra - visível a olho nu - emerge.

Pehlivaner entrou em contato com Guzman e com o autor sênior Lars Angenent, professor de engenharia biológica e ambiental, pela colaboração na aplicação de eletrodos de nanofibra de carbono para tratamento simultâneo de águas residuais e produção de energia elétrica.

O eletrodo de nanofibra de carbono personalizável foi usado por sua alta porosidade, área de superfície e biocompatibilidade com as bactérias. Ao aderir ao PEDOT, o material ganha uma função melhorada, de acordo com os pesquisadores.

Guzman disse que as estações de tratamento de águas residuais não utilizam esse método - ainda. Em grande escala, as bactérias no eletrodo podem capturar e degradar poluentes do esgoto que flui por ele. Essa tecnologia pode melhorar o tratamento de águas residuais, permitindo que os sistemas ocupem menos terra e aumentem o rendimento.

Conceitos como esse acontecem em campi onde professores e alunos desejam se comunicar e colaborar, Disse Angenent. "Isso define a colaboração radical, "disse ele." Temos cientistas da fibra conversando com engenheiros ambientais, de duas faculdades Cornell muito diferentes, criar a realidade a partir de uma ideia - que foi mais ou menos um palpite - que tornará a limpeza de águas residuais melhor e um pouco mais barata. "

A pesquisa, "Desempenho de eletrodos de nanofibra de carbono eletrofiados com poli condutivo (3, 4-Etilenodioxitiofeno) Revestimentos em Sistemas Bioeletroquímicos, "será publicado em 15 de julho no Journal of Power Sources .