اقتصادی کردن تولید الکتریسیته از پساب در پیل های سوختی میکروبی تجمیع شده در حالت پیوسته

اساس کار تکنولوژی پیل سوختی میکروبی به عنوان یک منبع انرژی تجدید پذیر، استفاده از متابولیسم میکرو ارگانیسم های به کار رفته در آند پیل می باشد که با مصرف سابستریت تولید جریان الکتریسیته می کنند. هزینه زیاد عملیاتی پیل های سوختی میکروبی در مقایسه با توان تولیدی مانعی بزرگ در مسیر استفاده آن در مقیاس صنعتی می باشد. در این تحقیق اقتصادی کردن پیل های سوختی میکروبی، شامل بهینه سازی فاکتور های عملیاتی مربوط به محفظه آند و انتخاب بهترین نحوه اتصال از لحاظ الکتریکی روی سه پیل مورد بررسی قرار گرفت. اثر فاکتور های غلظت سابستریت و غلظت بافر در بازه ای معتبر روی توان الکتریکی و میزان حذف بار آلی پیل ها درحالتهای مختلف مطالعه شد. این حالت ها عبارت بودند از یک پیل منفرد و چهار حالت تجمیع شده (stacked) شامل سری، موازی، دو پیل موازی و متصل به صورت سری با پیل سوم، دو پیل سری متصل به صورت موازی با پیل سوم. با انجام تست پلاریزاسیون، توان تولیدی در تمام حالات برای پیل ها مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از نتایج آزمایشاتی که بر اساس "طرح عاملی کامل" (full factorial design) طراحی و انجام شد برای هر حالت اتصال، نقطه بهینه اقتصادی با معیار حداقل مصرف بافر و سابستریت و بیشترین توان الکتریکی تولیدی با به کارگیری نرم افزار design expert تعیین گردید. سپس با محاسبه هزینه سالانه در نقطه بهینه اقتصادی، پارامتر "هزینه عملیاتی به توان تولیدی" پیل برای تمام حالات تجمیع شده و منفرد محاسبه شد. نتایج نشان داد که از میان حالت های تجمیع شده اتصال سری با کمترین مقدار این پارامتر یعنی(mw/ریال) 226289 به عنوان حالت بهینه اقتصادی معرفی شد. همچنین مشاهده شد در شرایط ماکزیمم از لحاظ تولید توان، بازده کولمبی حالت موازی به دلیل تولید جریان بیشتر بر سایر انواع اتصال برتری دارد. این در حالیست که بیشترین مقدار حذف بار آلی در شرایطی است که پیل ها به صورت منفرد کار کنند.