بررسی اثر افزایش نانوذرات نقره به کاتولیت در عملکرد پیلهای سوختی میکروبی

با توجه به مسائل پیرامون انرژی و تبعات مترتب بر هرگونه تغییر درآن اعم از قیمت انرژی، نوع انرژی و کاهش جهانی ذخایر انرژی، امروزه دانشمندان به دنبال رویکرد جدیدی برای تأمین منابع متنوع انرژی می باشند. پیل های سوختی میکروبی یکی از پر جاذبه ترین روش های اخیری است که دانشمندان به آن روی آورده اند. این پیل ها در حقیقت انرژی شیمیایی موجود در پیوند های ترکیبات رابه طور مستقیم به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند. باکتری ها در این نوع پیل ها نقش کاتالیست را دارند و با مکانیزم های متابولیستی خود وظیفه تولید جریان را بر عهده دارند. این نوع پیل ها عمدتا از سه بخش کلی ساخته شده اند که عبارتند از محفظه کاتد(کاتولیت)، محفظه آند(آنولیت) و غشاء. در محفظه آند، فعالیت های متابولیسمی میکروارگانیزم ها انجام می شود. در این محفظه ماده آلی به عنوان منبع تغذیه باکتری، تجزیه شده و الکترون آزاد می گردد سپس این الکترون از طریق سیم(مدار خارجی) برای مصرف به محفظه کاتد منتقل می شود. بر سر راه سیم می توان مصرف کننده ای قرار داد تا به وسیله جریان الکتریسیته تولید شده راه اندازی گردد. یکی از جنبه های جاذب این پیل هاکه توجهات زیادی را به خود جلب نموده، کاربرد آنها در تصفیه پساب ها می باشد. در حقیقت در این روش با مصرف مواد آلی موجود در پساب های صنعتی توسط میکروارگانیزم ها، علاوه بر تصفیه پساب ها، جریان الکتریسیته نیز تولید می گردد. در این پروژه، در قدم اول پیل میکروبی ساخته و راه اندازی گردید زمانی که توان تولیدی پیل به حد قابل قبولی رسید مرحله دوم یعنی اضافه کردن نانوذرات نقره به کاتولیت در دستور کار قرار گرفت. غلظت های متنوعی از نانو ذرات نقره از ppm 1 تا ppm 15 به کاتولیت اضافه شد تا اولین غلظتی که تغییرات محسوسی روی عملکرد پیل به وجود می آورد، بدست آید که درغلظت ppm 5 شروع تغییرات محسوس بود.کلیه تست ها برای دو نوع الکترود متفاوت با جنس های ورقه کربنی و پارچه کربنی انجام گرفت و لذا دو دسته جواب بدست آمد. برای الکترود ورقه کربنی اضافه کردن نانو ذرات نقره تا ppm 15 موجب افزایش 18% در جریان بیشینه نسبت به حالت خالص بدون نانوذرات نقره و افزایش 26% در توان بیشینه نسبت به حالت خالص گردید. برای زمانی که از الکترود پارچه کربنی استفاده شد این افزایش برای جریان 19% و برای توان 29% می باشد.