مدل سازي پيل سوختي ميكروبي با كمك مطالعات آزمايشگاهي و ديناميك سيالات محاسباتي

مدل سازی عددی پیل های سوختی شیمیایی به طور قابل قبولی توسعه داده شده اند در حالی كه تاكنون كارعمده ای روی مدل سازی عددی میكرو پیل های سوختی میكروبی انجام نشده است. هدف از انجام این تحقیق نیزمدل سازی پیل های سوختی میكروبی با كمك دینامیك سیالات محاسباتی و مقایسه نتایج آن با نتایجآزمایشگاهی است. با توجه به نقش عمده میكروارگانیسم ها در بازده فرایند پیل های سوختی میكروبی، اولین قدم در این تحقیق، گزینش دو گونه ی باكتریایی بوده است كه رفتار متفاوتی در انتقال الكترون به الكترود دارند.باكتری های E.coli و .Shewanella sp دو نمونه از باكتری هایی هستند كه انتقال الكترون ها به الكترود را به طریق غیر مستقیم (با كمك ماده واسط شیمیایی) و مستقیم انجام می دهند. همین اختلاف، پایه و اساسمطالعات این پژوهش قرار داده شده است. پس از تعیین پارامترهای سینتیكی حاكم بر فرایند پیل سوختی میكروبی، مدل اصلاح شده ی نرنست – مونود به طور ویژهای توسعه داده شد كه در آن مدل، مقاومت های داخلی و خارجی نیز اعمال شدند. پارامترهای سینتیكی بدست آمده در این پژوهش برای شبیه سازی فرایند پیل سوختیمیكروبی به كمك دینام یك سیالات محاسباتی به كار گرفته شدند. منحنیهای عملكرد پیشگویی شده توسط مدل CFD حاضر، تطابق بسیار خوبی را با منحنی های بدست آمده از داده های آزمایشگاهی نشان دادند.