طراحی، ساخت و چگونگی به کارگیری پیل سوختی میکروبی تک محفظه ای

پیل سوختی میکروبی می تواند انرژی شیمیایی موجود در سابستریت را از طریق واکنش های میکروبی و به طور مستقیم به الکتریسیته تبدیل کند. همچنین با توجه به اینکه برخی از پساب ها و رسوبات دریایی منبع غنی از میکروارگانیسم ها و مواد مغذی هستند می توان با استفاده از این منابع به طور همزمان به هدف تصفیه پساب نیز دست یافت. در این مطالعه پیل سوختی میکروبی با طراحی تک محفظه ای و دارای کاتد هوایی ساخته شده است. جنس انتخاب شده برای ساخت راکتور پلکسی گلس، شیشه و تفلون است. از گلوکز به عنوان خوراک و از ای کلای (dh5?) به عنوان کاتالیست زیستی استفاده شده است. میکروارگانیسم در محیط کشت lb رشد کرده و با اندازه گیری میزان جذب، منحنی رشد آن بدست آورده شد. به منظور کنترل ph در شرایط خنثی، محلول بافر فسفات با غلظت mm100 به همراه سوخت و کاتالیست زیستی به سیستم اضافه شده است. برای فراهم آوردن شرایط بیهوازی در داخل راکتور از گاز نیتروژن استفاده شده است. به دلیل استفاده از کشت خالص، قبل از شروع هر آزمایش استریل نمودن راکتور، الکترودها، لوله های سانتریفوژ، محلول گلوکز و محلول بافر فسفات ضروری است. اگرچه میکروارگانیسم ای کلای (dh5?) دارای مکانیزم انتقال الکترون مستقیم نیست اما باتوجه به شرایطی مانند سهولت رشد و دسترسی آسان برای ارزیابی انتخاب شده است. در مطالعاتی که تاکنون از ای کلای استفاده شده است هر دو حالت استفاده یا عدم استفاده از واسطه الکترونی وجود دارد. با توجه به معایب واسطه ها مانند ایجاد سمیت و هزینه بالا، از افزودن آن ها به این سیستم خودداری شده است. برای ارزیابی عملکرد پیل سوختی میکروبی از مولتی متر و جعبه مقاومت به عنوان ابزارهای اندازه گیری های الکتروشیمیایی استفاده شده است. منحنی های پلاریزاسیون و توان با اندازه گیری ولتاژ پایدار در هر مقاومت رسم شده است. تاثیر فاکتورهایی مانند زمان کشت باکتری، نوع الکترود آند، غلظت سوخت و افزودن نانولوله های کربنی عامل دار شده با آرژنین بر عملکرد پیل سوختی میکروبی تک محفظه ای بررسی شده است.