ارزیابی اثر متیل رد و لاکتات به عنوان واسطه انتقال الکترون و منبع کربن ساده بر عملکرد الکتروشیمیایی پیل سوختی میکروبی رسوب دریاچه ارومیه

مقدمه: بحران انرژی بهعلت مصرف روزافزون سوختهای فسیلی موضوع بسیار مهمی است؛ ازاینرو، منابع انرژی جایگزین دارای اهمیت فوقالعادهای هستند. از میان منابع انرژی تجدیدپذیر، فناوری پیلهای سوختی میکروبی رسوبی بسیار مهم است؛ در این پیلها با عملکرد کاتالیزوری باکتریهای مناسب (اگزوالکتروژن[i]) انرژی شیمیایی مواد آلی به انرژی الکتریکی تبدیل میشود. مواد و روشها: در مطالعه حاضر، از ظروف شیشهای یک لیتری بهعنوان راکتور استفاده شد. نصف ظرف با لجن دریاچه ارومیه (بخش آندی) و بخش بالایی ظرف با آب دریاچه ارومیه (بخش کاتدی) تعبیه شد. صفحههای گرافیتی با مساحت سطح کاربردی ۴×۴ سانتیمترمربع (الکترود انتخابی) به سیمهای مسی اتصال یافتند و دو بخش متاثر از مقاومت بیرونی ۲/۲ کیلواهم به هم متصل شدند. عملکرد الکتروشیمیایی پیلهای سوختی با استفاده از ولتمتر دیجیتالی ارزیابی شد. تاثیر متیلرد (واسطه انتقال الکترون) و لاکتات (منبع ساده کربنی) پساز تعیین غلظت بهینه در سه بازه ۱۵روزه بررسی شد. نتایج: نتایج نشان دادند عملکرد الکتروشیمیایی پیل سوختی میکروبی رسوبی دارای متیلرد با دانسیته توان[ii] ۵۴/۷ میلیوات بر مترمربع سطح کاربردی الکترود آندی اختلاف معناداری با پیل سوختی بدون واسطه با دانسیته توان ۴۶/۰ میلیوات بر مترمربع دارد. در مقابل، پیل حاوی متیلرد و لاکتات دانسیته توان ۴۱/۱±۴۴/۴ میلیوات بر مترمربع را نشان داد. بحث و نتیجهگیری: کنسرسیوم میکروبی رسوبات الکترونهای تولیدشده از تجزیه منابع آلی را بهطور مستقیم در قالب تشکیل بیوفیلم روی الکترود آندی و یا به کمک واسطههای سنتتیک به الکترود آندی منتقل میکنند. نتایج نشان دادند افزودن واسطه سنتتیک خارجی متیلرد باعث افزایش عملکرد الکتروشیمیایی پیل سوختی میشود. انتظار میرفت پیل سوختی عملکرد بهتری در حضور منبع کربن خارجی و متیلرد داشته باشد، اما پیل سوختی در نبود لاکتات عملکرد بهتری نشان داد. [i]- Exoelectrogen [ii]- Power density

کلیدواژه ها:

پیل سوختی میکروبی رسوبی ، الکتروژن ، متیلرد ، عملکرد الکتروشیمیایی