پيل سوخت ميكروبي: راهكاري جهت زيست پالايي و توليد انرژي

Microbial fuel cell: a strategy for bioremediation and energy production

زمينه و هدف: استفاده از سلول ‌هاي سوختي ميكروبي (MFC)، روشي جديد جهت تصفيه فاضلاب و توليد انرژي سازگار با محيط زيست مي‌باشد. اين تكنولوژي، انرژي شيميايي ناشي از سوخت و ساز و فعاليت ميكروارگانيسم‌هاي زنده را به انرژي برق تبديل مي‌ كند. روش بررسي: نمونه پساب خام به ‌عنوان منبع سوبستراي پيل سوختي ميكروبي از محل تصفيه خانه شهر يزد تهيه شد. اين مطالعه توسط يك بيوراكتور دو محفظه‌اي با سوبستراي پساب و فلور ميكروبي موجود در آن، انجام شد. محفظه ‌ها از جنس شيشه بوده و با حجمي معادل 550cc از نمونه و بافر پر شدند. در محفظه آندي، پساب توسط فلور ميكروبي، تحت شرايط بي‌هوازي كاتاليز شد. در محفظه كاتدي از بافر پتاسيم فسفات جهت ثابت نگه داشتن pH محلول كاتوليت استفاده گرديد. پيل سوختي در اين مطالعه بدون غشا بود و انتقال يون‌هاي مثبت از آند به كاتد توسط سيستم پل نمكي انجام گرفت. يافته ها: يافته‌ها نشان داد كه در اين راكتور، حداكثر ولتاژ توليد شده 1 ولت بود كه طي روزهاي اوليه راه اندازي آن ايجاد شد. پس از آن به ‌تدريج از مقدار ولتاژ كاسته شد و نمونه پساب تا حدودي تصفيه گرديد. بيش­ترين ميزان جريان توليد شده Aµ 248 بود كه پس از مدتي مقدار جريان هم رو به كاهش نهاد. لذا مي‌توان نقش دوگانه اين راكتور را در توليد الكتريسيته و تصفيه پساب به‌خوبي تبيين نمود. بحث و نتيجه گيري: در اين پژوهش، با استفاده از پيل سوختي ميكروبي برپايه پل نمكي، تصفيه پساب و در عين حال توليد انرژي الكتريسيته امكان پذير شد.

Background and Objective: Application of microbial fuel cells (MFC) is a new method for wastewater treatment and environmentally friendly energy production. This technology converts the chemical energy derived from metabolic activity of living organisms into electrical energy. Method: A sample of raw wastewater was prepared as a source of microbial fuel cell substrate from the refinery of Yazd city. This study was carried out using a two-compartment bioreactor with wastewater as substrate and microbial flora. The containers were made of glass with a volume of 550 cc. In the anode chamber, under the anaerobic conditions, the wastewater was catalyzed by microbial flora. In the cathode chamber, potassium phosphate buffer was used to maintain the pH of the solution. The positive ions transferring from anode to cathode was done by positive salt bridge system. Findings: The findings showed that the maximum voltage of 1 V was produced during the early days in this reactor. Then gradually the amount of voltage was reduced and wastewater samples were refined to some extent. The highest rate of produced flow was 248 μA, and then the flow rate was decreased. Therefore, the dual role of the reactor in electricity production and wastewater treatment can be explained. Discussion and Conclusion: In this study, wastewater treatment and also electricity production could be performed using a microbial fuel cell based on salt bridge.