مروری جامع بر انواع پیل سوختی میکروبی با کاتد بیولوژیکی و مکانیزم های انتقال الکترون در آن ها

با توجه به محدود بودن منابع انرژی مانند سوخت های فسیلی و سوخت های هسته ای و همچنین مشکلات جانبی که این منابع برای محیط زیست و بشر به وجود می آورند، استفاده از منابع انرژی پاک از رویکردهای جدید برای برطرف کردن نیاز بشر به تامین انرژی می باشد. پیل سوختی میکروبی یکی از این منابع تولید انرژی پاک می باشد که از طریق بیولوژیکی، الکتریسیته تولید می کند. در آند این نوع پیل ها میکروارگانیسم از طریق اکسیداسیون مواد آلی و سابستریت ، تولید الکترون و پروتون می کند. الکترون از طریق مدار الکتریکی و پروتون از طریق غشاء انتقال پروتون، وارد محفظه کاتدی می شود تا واکنش احیاء صورت گیرد. از جمله محدودیت های موجود در کاتد این نوع پیل ها می توان به لزون استفاده از کاتالیست های شیمیایی گران قیمت برای تسریع واکنش احیاء اکسیژن و یا لزوم تعویض کاتولایت های محلول بعد از هر سیکل مصرفی، اشاره کرد که این محدودیت ها مانع از کاربرد آن ها در مقیاس صنعتی می شود. لذا استفاده از میکروارگانیسم ها به عنوان کاتالیست بیولوژیکی در محفظه کاتدی ایده ای است جدید که از سال 2007 میلادی به بعد مورد توجه محققان قرار گرفته است. از مزیت های استفاده از میکروارگانیسم ها به عنوان کاتالیست در محفظه کاتدی، می توان از پایداری عملیاتی بیشتر، هزینه عملیاتی کمتر، حذف مواد ناخواسته و همچنین حذف فلزات سنگین نام برد.

کلیدواژه ها:

پیل سوختی میکروبی ، کاتد بیولوژیکی ، بایو کاتد هوازی ، بایو کاتد بی هوازی ، مکانیزم انتقال الکترون