بهبود عملكرد پيل سوختي ميكروبي با ساخت نانوكامپوزيت زيستي سلولزي به عنوان الكترود آند

Improving the Performance of Microbial Fuel Cell by Fabrication of a Cellulosic Nano-Biocomposite as Anode Electrode

پيل سوختي ميكروبي يكي از منابع تجديدپذير انرژي مي باشد كه در آن ميكروارگانيسم ها نقش زيست كاتاليستي در واكنش هاي اكسايش و كاهش يك سوبسترا مانند گلوكز را برعهده دارند. از اجزاي اصلي در پيل سوختي ميكروبي الكترودها هستند. در اين پژوهش يك الكترود آند نانوكامپوزيت زيستي متخلخل با بستر سلولز باكتريايي و فاز پراكندهپلي آنيلين به صورت هيدروژل ساخته شد. براي سنتز اين الكترود از روش پليمريزاسيون اكسايشي شيميايي درجا در 4 غلظت گوناگون از مونومر آنيلين بر روي سلولز باكتريايي استفاده شد. درستي سنتر با آناليز FT-IR و عكس برداري FE-SEM بررسي شد. عملكرد آند ياد شده در پيل سوختي ميكروبي در حضور مخلوطي از ميكروارگانيسم ها مورد بررسي قرار گرفت. مقاومت الكترودهاي ساخته شده و توان و جريان توليدي پيل در حضور اين الكترود ها اندازه گيري شد. در بيش ترين غلظت به كاررفته از مونومر آنيلين در فرايند ساخت الكترود دانسيته توان 375mW/m3 و دانسيته جريان 603 mA/m2 به دست آمد.

Microbial Fuel Cell (MFC) is of the renewable energy in which microorganisms play the role of biocatalysts in Ox/Red reactions of a substrate like glucose. In MFC electrode is a key component. In this work, a porous nano-biocomposite electrode based on Bacterial Cellulose (BC) and polyaniline as continuous and dispersed phases respectively were synthesized by in situ chemical polymerization of 4 various concentrations of aniline. The synthesis was studied by FT-IR and FE-SEM. Then it was applied in MFC as an anode. Performance of MFC was examined in presence of new anodes. The resistance of electrodes and produced power and current densities were measured. The maximum power of 375mW/m3 and current of 617 mA/m2 were recorded for the system for the anode with maximum aniline concentration.