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dc.creatorFurlan, Ricardo da Silva-
dc.date.accessioned2026-02-06T11:28:05Z-
dc.date.available2026-02-06T11:28:05Z-
dc.date.issued2025-12-12-
dc.identifier.citationFURLAN, Ricardo da Silva. Desenvolvimento de célula a combustível microbiana para tratamento de efluente industrial. 2025. Dissertação (Mestrado em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2025.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39336-
dc.description.abstractAccelerated industrial development demands the search for efficient remediation technologies. Microbial Fuel Cells have the capacity to remediate organic matter rich effluent by utilizing bacteria as biocatalysts capable of oxidizing organic material while simultaneously producing electricity. In this work, the efficiency of three different anodes was investigated while utilizing dual chamber MFCs for the remediation of paper recycling plant effluent. Graphite (GR), used as a control, underwent an acid purification treatment to ensure a contaminant-free interface. The 3D-CB electrode was developed via stereolithographic printing with a gyroid geometry, subsequently subjected to successive immersion baths and ultrasonication in a mixture of carbon black and PTFE, aiming to coat the internal passages and create a conductive surface. Finally, the INPCB-Resin anode consisted of a laboratory-formulated resin based on specific monomers and porogenic agents, doped with iron nanoparticles and carbon black. This material was molded, photopolymerized under UV light, and subjected to a two-stage carbonization process: an initial phase in an oxidizing atmosphere and a final stage in an inert nitrogen atmosphere for structural conversion, resulting in an electrode with enhanced conductivity and electrocatalytic properties.The paper effluent containing chemical oxygen demand 5030 mg/L was used as feedstock in the MFCs. GR-anode (914.1 mA/m2; 320.8 mW/m2) and 3D-CB-anode (882.8 mA/m2; 299.3 mW/m2) both achieved 56% COD removal, while INPCB-anode (5709.2 mA/m2; 3754.9 mW/m2) was the best performing, with over 80% COD removal. Photopolymerized doped anode exhibited superior performance in terms of both organic matter oxidation and conductivity, indicating higher effectivity of this type of electrode in MFC technology.pt_BR
dc.description.sponsorshipConselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paranápt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/pt_BR
dc.subjectPirólisept_BR
dc.subjectCarbonizaçãopt_BR
dc.subjectNanopartículaspt_BR
dc.subjectEletrodospt_BR
dc.subjectImpressão 3Dpt_BR
dc.subjectÁguas residuais - Purificaçãopt_BR
dc.subjectPyrolysispt_BR
dc.subjectCarbonizationpt_BR
dc.subjectNanoparticlespt_BR
dc.subjectElectrodespt_BR
dc.subjectImpression 3Dpt_BR
dc.subjectSewage - Purificationpt_BR
dc.titleDesenvolvimento de célula a combustível microbiana para tratamento de efluente industrialpt_BR
dc.title.alternativeDevelopment of microbial fuel cells for industrial wastewater treatmentpt_BR
dc.typemasterThesispt_BR
dc.description.resumoO desenvolvimento industrial acelerado exige a busca por tecnologias de remediação eficientes. As Células a Combustível Microbianas (CCMs) têm a capacidade de remediar efluentes ricos em matéria orgânica utilizando bactérias como biocatalisadores capazes de oxidar o material orgânico enquanto produzem eletricidade simultaneamente. Neste trabalho, a eficiência de três ânodos diferentes foi investigada utilizando CCMs de câmara dupla para a remediação de efluente de uma fábrica de reciclagem de papel. O grafite (GR), utilizado como controle, passou por um tratamento de purificação ácida para garantir uma interface livre de contaminantes. O eletrodo 3D-CB foi desenvolvido por meio de impressão estereolitográfica com geometria gyroid, sendo posteriormente submetido a sucessivos banhos de imersão e ultrassom em uma mistura de negro de fumo e PTFE, visando o revestimento das passagens internas e a criação de uma superfície condutora. Por fim, o ânodo INPCB-Resin consistiu em uma resina formulada em laboratório a partir de monômeros específicos e agentes porogênicos, dopada com nanopartículas de ferro e negro de fumo. Este material foi moldado, fotopolimerizado sob luz UV e submetido a um processo de carbonização em duas etapas: uma fase inicial em atmosfera oxidante e uma etapa final em atmosfera inerte de nitrogênio para a conversão estrutural, resultando em um eletrodo com condutividade e propriedades eletrocatalíticas aprimoradas. O efluente de papel, contendo demanda química de oxigênio de 5030 mg/L, foi utilizado como matéria-prima nas CCMs. O ânodo-GR 914.1 mA/m2; 320.8 mW/m2) e o ânodo-CB-3D (882.8 mA/m2; 299.3 /mW/m2) ambos alcançaram 56% de remoção de DQO, enquanto o ânodo-INPCB (5709.2 mA/m2; 3754.9 mW/m2) foi o de melhor desempenho, com mais de 80% de remoção de DQO. O ânodo dopado fotopolimerizado exibiu desempenho superior em termos de oxidação de matéria orgânica e condutividade, indicando maior efetividade deste tipo de eletrodo na tecnologia de CCM.pt_BR
dc.degree.localPato Brancopt_BR
dc.publisher.localPato Brancopt_BR
dc.creator.Latteshttps://lattes.cnpq.br/9103796440557271pt_BR
dc.contributor.advisor1Sikora, Mariana de Souza-
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-3925-5452pt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttps://lattes.cnpq.br/0687998062355165pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Tuesta, Jose Luis Diaz de-
dc.contributor.advisor-co1Brackmann, Rodrigo-
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/0000-0003-2408-087Xpt_BR
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/0000-0001-6948-0223pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1098260823364945pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4017429345069523pt_BR
dc.contributor.referee1Silva, Adriano dos Santos-
dc.contributor.referee1Latteshttps://lattes.cnpq.br/0674568332333245pt_BR
dc.contributor.referee2Sikora, Mariana de Souza-
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0002-3925-5452pt_BR
dc.contributor.referee2Latteshttps://lattes.cnpq.br/0687998062355165pt_BR
dc.contributor.referee3Rodrigues, Marcio Barreto-
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0003-0767-3083pt_BR
dc.contributor.referee3Latteshttps://lattes.cnpq.br/8746211266449774pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicospt_BR
dc.publisher.initialsUTFPRpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICApt_BR
dc.subject.capesQuímicapt_BR
Aparece nas coleções:PB - Programa de Pós-Graduação em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos

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