تولید همزمان جریان الکتریسیته و تصفیه‌ی فاضلاب با استفاده از سیستم‌های الکتروشیمیایی ـ بیولوژیکی، مطالعه‌ی موردی پیل سوخت میکروبی با کاتد هوایی

Abstract

زمینه و هدف: درحال حاضر، تولید انرژی ازمنابع تجدیدپذیر مثل زیست توده به‌عنوان جایگزین سوخت‌های فسیلی مورد توجه جدی قرارگرفته‌است. براین اساس، دراین مطالعه دو هدف تصفیه‌ی فاضلاب و تولید جریان الکتریسیته در پیل سوخت میکروبی با کاتد هوایی در نظرگرفته شد. موادّ و روش‌ها: پایلوت پیل سوخت میکروبی با کاتد هوایی درمقیاس آزمایشگاهی مورد استفاده قرارگرفت. با استفاده از رسم منحنی پلاریزاسیون، مقاومت خارجی بهینه در حد Ω1000تعیین‌شد. با بهره‌برداری منقطع در دو ظرفیّت بافری فاضلاب، ولتاژ خروجی از دستگاه، تعیین و دانسیته‌ی توان و جریان الکتریکی خروجی از سیستم محاسبه‌گردید.COD فاضلاب ورودی و خروجی از سیستم جهت تعیین راندمان نیز مورد آزمایش قرارگرفت. یافته‌ها: راندمان حذف COD فاضلاب در دو ظرفیت بافری mM25 و mM50 به‌ترتیب برابر با 4/1±86/90 و 48/0±45/90 درصد بود. حداکثر ولتاژ تولیدی نیز در این دو ظرفیت برابر با mV 587 و mV596 به‌دست‌آمد. حداکثر دانسیته‌ی جریان تولیدی در mM 50 برابر با mA/m2 843 و در mM 25 برابر با mA/m2 30 محاسبه‌شد. در طی این مدت، دانسیته‌ی توان به‌دست‌آمده نیز در mM50 برابر با mW/m2 502 و در mM 25 برابر با mW/m2 487 محاسبه‌گردید. همچنین به‌علت مقاومت بیشتر فاضلاب درمقابل کاهش pH ، طول مدت زمان تولید ولتاژ در ظرفیت بافری mM50 بیشتر از 2 برابر mM25 بود. نتیجه‌گیری: استفاده از پیل‌های سوخت میکروبی با کاتد هوایی می‌تواند علاوه بر رقابت با سیستم‌های متداول مثل لجن فعال در تصفیه‌ی فاضلاب، انرژی الکتریسته نیز تولید نماید.

Keywords

• پیل سوخت میکروبی
• کاتد هوایی
• تصفیه‌ی فاضلاب
• انرژی الکتریکی