ساخت و بررسی یک سل سوختی میکروبی

با استفاده از آند کربنی, فویل پلاتینی, غشای مبادله کننده ی پروتون, سوخت استات, بافر فسفات, اضافه نمودن برخی افزودنی های معدنی و زمین باکتری احیاکننده سولفور، یک پیل سوختی میکروبی بی واسطه ساخته شد. عملکرد بیوالکتروکاتالیزوری باکتری به کمک تکنیک های مختلف الکتروشیمی شامل جریان-پتانسیل, توان-پتانسیل, پلاریزاسیون آندی, ولتامتری چرخه ای و امپدانس الکتروشیمیایی مورد بررسی قرار گرفت. مطالعات میکروبیولوژی نشان دادند: باکتری کشت شده از نوع باسیل متحرک, گرم منفی, دارای سیتوکرومc با متابولیسم تنفس بی هوازی است که با اکسایش سوخت, پروتون، الکترون و کربن دی اکسید تولید می نماید. بررسی های الکتروشیمیایی مشخص نمودند با انتخاب پارچه ی کربنی به عنوان آند متخلخل، تشکیل بیوفیلم تقویت شده, مسائل پلاریزاسیون غلظتی تقلیل یافته و عملکرد سل بهبود می یابد. علاوه بر این با اعمال اضافه-ولتاژ مثبت به آند (ایجاد شرایط تنفس مصنوعی) متابولیسم باکتری و تشکیل بیوفیلم تسریع می گردد. مطالعات امپدانس الکتروشیمیایی نشان داد افزودن باکتری به سل سوختی با بروز خاصیت بیوالکتروکاتالیزوری موجب تسریع فرایند انتقال الکترون از طریق کاهش مقاومت انتقال بار در ناحیه فصل مشترک (آند/ آنولیت) شده و با عبور جریان از سل, متابولیسم باکتری تسریع و امپدانس سیستم کاهش می یابد. بالعکس با اعمال پتانسیل های منفی, حیات باکتری و عملکرد آن تضعیف می گردد.