کاربرد نانوساختار ها در پیل سوختی میکروبی دریایی

نیاز به منابع انرژی های تجدید پذیر و تصفیه حجم بسیار زیاد پساب های تولید شده در بخش خانگی وصنعتی از مهمترین مسائل کشور های در حال توسعه و حتی توسعه یافته می باشد. یکی از روش های نوین و سازگار با سیاست های محیط زیستی استفاده از پیل های سوختی میکروبی است که در سال های اخیر کانون توجه بسیاری از محققین بوده است. پیل سوختی میکروبی یک فن آوری نوین جهت تولید الکتریسیته و تصفیه پساب به طور همزمان، از طریق اکسیداسیون مواد آلی توسط متابولیسم میکروبی می باشد. پیل سوختی میکروبی، جریان الکتریسیته و هیدروژن را بدون آزاد کردن هیچ گونه آلودگی کربنی تولید می کند.امروزه دانسیته توان پایین در پیل سوختی میکروبی (حدوداً 0.1 mw/cm2) کاربرد های آن را بسیار محدود کرده است و پروژه های تحقیقاتی بسیاری در جهت بهبود عملکرد پیل سوختی میکروبی و بهینه کردن هزینه های آن در حال انجام است. مهمترین کاربردهای پیل های سوختی میکروبی تولید الکتریسیته، تولید هیدروژن، تصفیه فاضلاب و حسگر های می باشد. در این مطالعه، مروری بر اصول پیل های سوختی میکروبی، پیکربندی، ساختار، اجزا، عملکرد، اصول ترمودینامیکی و محاسبات شرح داده شده است. علاوه بر آن در بخش آزمایشگاهی، مراحل ساخت یک پیل سوختی دو محفظه ای و بررسی کارایی آن با استفاده از نانوساختار پلی آنیلین روی الکترود کربن شیشه ای و پلاتین به عنوان آند که به اختصار npani/gcوnpani/pt نامیده می شوند، صورت گرفت. دانسیته توان پیل سوختی میکروبی ساخته شده با آند npani/gcوnpani/pt به ترتیب 0.082 mw/cm2و 4.6 mw/cm2 بدست آمد. در ادامه میکرو ساختار پلی آنیلین روی الکترود کربن شیشه ای و پلاتین به عنوان آند که به اختصار mpani/gcو mpani/pt نامیده می شود با دانسیته توان های 0.0277 mw/cm2و2.02mw/cm2 به منظور مقایسه مورد استفاده قرار گرفت. به منظور بررسی و تایید توانایی الکتروکاتالیست پلی آنیلین تهیه شده برای اکسیداسیون گلوکز در حضور باکتری اشرشیاکلی از سایر تکنیک های الکتروشیمیایی مانند ولتامتری چرخه ای ، کرونو آمپرومتری استفاده شد.