Quais tecnologias inovadoras de biocombustíveis e biogás estão sendo desenvolvidas para a Engenharia Ambiental?

1 Biocombustíveis de microalgas

Microalgas são organismos microscópicos que podem crescer na água e usar a fotossíntese para converter luz e dióxido de carbono em biomassa e oxigênio. Eles podem produzir vários tipos de biocombustíveis, como biodiesel, bioetanol, biogás e biohidrogênio. As microalgas têm várias vantagens em relação às culturas convencionais de biocombustíveis, como maior produtividade, menor uso da terra e da água e capacidade de crescer em água salgada e águas residuais. Os engenheiros ambientais estão explorando maneiras de otimizar os processos de cultivo, colheita e conversão de microalgas, bem como aumentar seus benefícios ambientais.

3 Conversão termoquímica

A conversão termoquímica é um processo que utiliza calor e pressão para transformar biomassa em biocombustíveis, como bio-óleo, gás de síntese e biochar. O bioóleo é um combustível líquido que pode ser refinado em gasolina, diesel ou querosene de aviação. O gás de síntese é um combustível gasoso que pode ser convertido em hidrogênio, metanol ou gás natural sintético. Biochar é um combustível sólido que pode ser usado para aquecimento ou como um potenciador de solo. A conversão termoquímica pode processar uma ampla gama de matérias-primas de biomassa, como madeira, gramíneas, resíduos agrícolas e resíduos sólidos urbanos. Os engenheiros ambientais estão desenvolvendo novas tecnologias para melhorar a eficiência, o rendimento e a qualidade da conversão termoquímica, bem como para reduzir emissões e custos.

4 Sistemas bioeletroquímicos

Sistemas bioeletroquímicos são dispositivos que utilizam microrganismos para gerar eletricidade ou produzir produtos químicos valiosos a partir de substratos orgânicos. Eles consistem em dois eletrodos conectados por um circuito externo e separados por uma membrana. Os microrganismos no anodo oxidam a matéria orgânica e liberam elétrons, que fluem através do circuito para o cátodo. Dependendo das condições, o cátodo pode reduzir o oxigênio e produzir água, ou reduzir outros compostos e produzir biogás, hidrogênio ou outros produtos químicos. Os sistemas bioeletroquímicos podem utilizar vários tipos de resíduos orgânicos, como águas residuais, resíduos de alimentos ou lixiviados de aterros sanitários. Os engenheiros ambientais estão desenvolvendo novas tecnologias para melhorar o desempenho, a estabilidade e a escalabilidade dos sistemas bioeletroquímicos, bem como para expandir suas aplicações e produtos.

5 Biologia sintética

A biologia sintética é um campo que aplica princípios de engenharia para projetar e modificar sistemas biológicos para fins específicos. Ele pode ser usado para criar novos biocombustíveis e biogás a partir de microrganismos ou plantas projetadas. Por exemplo, a biologia sintética pode permitir que microrganismos produzam biocombustíveis avançados, como alcanos, terpenos ou isoprenóides, que têm propriedades melhores do que os biocombustíveis convencionais. A biologia sintética também pode permitir que as plantas produzam mais biomassa, sequestrem mais carbono ou tolerem condições adversas. Os engenheiros ambientais estão desenvolvendo novas tecnologias para aproveitar a biologia sintética para a produção de biocombustíveis e biogás, bem como para garantir sua segurança e ética.