بررسي اثر حضور نانوذرات هيدروكسيد دوتايي لايه اي CoNiAl بر روي گرافيت به عنوان الكترود آندپيل سوختي ميكروبي

Immobilization of layered double hydroxide nanoparticles (Co-Ni-Al) on graphite as the anode electrode of microbial fuel cell

پيل هاي سوختي ميكروبي به دليل توليد انرژي الكتريكي تجديدپذير با استفاده از طيف گسترده اي از مواد آلي توجه زيادي را جلب كرده اند. مواد مورد استفاده در الكترودها نقش مهمي در بهبود عملكرد پيل هاي سوختي، به خصوص در ولتاژ خروجي كاهش هزينه ي آنها دارند. با توجه به هدايت الكتريكي بالاي گرافيت، اين ماده كاربرد زيادي درپيل هاي سوختي ميكروبي به عنوان الكترود تجاري دارد. با اين حال، صفحه هاي گرافيت، متخلخل نيستند و در نتيجه توان كمتري نسبت به مساحت سطح هندسي شان دارند. به طور عمده از نانو ساختارها براي تغيير خواص سطحي مواد گرافيتي استفاده ميشود. استفاده از هيدروكسيدهاي دوتايي لايه اي به دليل خواص فيزيكي و شيميايي منحصر به فردي كه دارند به طور گسترده مورد توجه قرار گرفته است. درمطالعه ي حاضر هيدروكسيد دوتايي لايه اي CoNiAl با روش هم رسوبي تهيه و بر روي گرافيت صفحه اي تثبيت شد. تصاوير SEM توزيع يكنواخت هيدروكسيد دوتايي لايه اي CoNiAl بر روي گرافيت را نشان داد. توليد ولتاژ با استفاده از گرافيت و گرافيت پوشش داده شده با هيدروكسيد دوتايي لايه اي CoNiAl به عنوان الكترود آند در پيل سوختي دو محفظه اي مورد بررسي قرار گرفت. ولتاژ خروجي با استفاده گرافيت پوشش داده شده با LDH بيشتر از گرافيت بدون پوشش گزارش شد.

Microbial fuel cells (MFCs) have attracted a lot of attentions due to the production of renewable electrical energy using a wide range of organic materials. Electrode materials play an important role in improving the performance of the fuel cells, especially on the output voltage and reducing their costs. Due to the high electrical conductivity of graphite, it is widely used in MFCs as commercial electrodes. However, the graphite sheets are not porous and so, their power production ability to geometric surface area ratio is low. Nanostructured materials are mostly used to improve the surface properties of graphite. Layered double hydroxides (LDHs) has been widely used due to their unique physical and chemical properties. In the present study, CoNiAl- LDH was prepared using a co-precipitation method and immobilized on graphite sheets. SEM images showed the uniform distribution of CoNiAl- LDH on graphite. The amount of voltage from bare graphite and graphite coated with CoNiAl- LDH as anode electrodes in MFC were compared. The results showed that the output voltage using graphite coated with LDH was more than bare graphite