بهبود عملكرد توان پيل سوختي‌ميكروبي‌رسوبي با استفاده از پودر جلبك كلرلا به عنوان يك ماده ي افزودني ارزان

Improving the power performance of sediment microbial fuel cell using Chlorella algae powder as an inexpensive substrate

آلودگي‌هاي زيست محيطي ناشي از مصرف سوخت‌هاي فسيلي، محققان را به سمت كشف منابع انرژي پاك سوق داده است. پيل‎هاي سوختي ميكروبي رسوبي يكي از منابع انرژي سبز هستند كه توانايي توليد الكتريسيته از رسوبات پهنه‌هاي آبي را دارند. اين دستگاه‌هاي بيوالكتروشيميايي از ميكروارگانيسم‌هاي موجود در رسوبات به عنوان كاتاليست‎هاي زيستي استفاده كرده و مواد آلي را اكسيد مي‌كنند. همچنين قادر به تصفيه زيستي رسوبات آلوده به طور همزمان با توليد الكتريسيته نيز هستند. در اين پژوهش، از پودر جلبك كلرلا به عنوان يك ماده‌ي افزودني مغذي به منظور افزايش بار آلي رسوب در حالت‌هاي مدار باز و مدار بسته (تحت مقاومت يك كيلواهمي) استفاده شد. عملكرد پيل‌ها با استفاده از آزمايش‌هاي توان و قطبش و همچنين آناليز‌هاي الكتروشيميايي مورد بررسي قرار گرفت. طبق نتايج بدست آمده از منحني‌هاي توان و قطبش، بيشينه‌ي دانسيته توان و جريان در پيل‌هاي مدار بسته و مدار باز حاوي پودر جلبك به ترتيب 67/126 و 44/88 ميلي وات بر متر مربع 33/833 و 11/611 ميلي آمپر بر متر مربع بود و بيشترين نرخ چگالي جريان در منحني ولتامتري چرخه‌اي نيز توسط پيل حاوي جلبك در حالت مدار بسته بدست آمد.

Environmental pollution caused by the consumption of fossil fuels has led researchers to discover clean energy sources. Sediment microbial fuel Cells (SMFCs) are one of the green energy sources that have the ability to produce electricity from the sediments of water bodies. These bioelectrochemical devices use microorganisms in sediments as biocatalysts and oxidize organic materials.They are also able to biologically treat polluted sediments while generating electricity. In this research, Chlorella algae powder was used as a nutrient additive in order to increase the organic load of the sediment in open circuit and closed circuit(R=1KW) modes. The performance of the cells was investigated using power and polarization tests as well as electrochemical analyses. According to the results obtained from the power and polarization curves, the maximum power density and current density in closed-circuit and open-circuit SMFCs containing algae powder are 126.67, 88.44mW/m2 and 833.33, and 611.11 mA/m2, respectively.