ارزيابي اثر متيل رد و لاكتات به عنوان واسطه انتقال الكترون و منبع كربن ساده بر عملكرد الكتروشيميايي پيل سوختي ميكروبي رسوب درياچه اروميه

مقدمه: بحران انرژي به‌علت مصرف روزافزون سوخت‌هاي فسيلي موضوع بسيار مهمي است؛ ازاين‌رو، منابع انرژي جايگزين داراي اهميت فوق‌العاده‌اي هستند. از ميان منابع انرژي تجديدپذير، فناوري پيل‌هاي سوختي ميكروبي رسوبي بسيار مهم است؛ در اين پيل‌ها با عملكرد كاتاليزوري باكتري‌هاي مناسب (اگزوالكتروژن) انرژي شيميايي مواد آلي به انرژي الكتريكي تبديل مي‌شود. مواد و روش‏‏ها: در مطالعۀ حاضر، از ظروف شيشه‌اي يك ليتري به‌عنوان راكتور استفاده شد. نصف ظرف با لجن درياچۀ اروميه (بخش آندي) و بخش بالايي ظرف با آب درياچۀ اروميه (بخش كاتدي) تعبيه شد. صفحه‌هاي گرافيتي با مساحت سطح كاربردي 4×4 سانتي‌مترمربع (الكترود انتخابي) به سيم‌هاي مسي اتصال يافتند و دو بخش متأثر از مقاومت بيروني 2.2 كيلواهم به‌ هم متصل شدند. عملكرد الكتروشيميايي پيل‌هاي سوختي با استفاده از ولت‌‌متر ديجيتالي ارزيابي شد. تأثير متيل‌رد (واسطۀ انتقال الكترون) و لاكتات (منبع سادۀ كربني) پس‌از تعيين غلظت بهينه در سه بازۀ 15‌روزه بررسي شد. نتايج: نتايج نشان دادند عملكرد الكتروشيميايي پيل سوختي ميكروبي رسوبي داراي متيل‌رد با دانسيتۀ توان 7.54 ميلي‌وات بر متر‌مربع سطح كاربردي الكترود آندي اختلاف معناداري با پيل سوختي بدون واسطه با دانسيتۀ توان 0.46 ميلي‌وات بر متر‌مربع دارد. در مقابل، پيل حاوي متيل‌رد و لاكتات دانسيتۀ توان 1.41±4.44 ميلي‌وات بر متر‌مربع را نشان داد. بحث و نتيجه‏گيري: كنسرسيوم ميكروبي رسوبات الكترون‌هاي توليدشده از تجزيۀ منابع آلي را به‌طور مستقيم در قالب تشكيل بيوفيلم روي الكترود آندي و يا به كمك واسطه‌هاي سنتتيك به الكترود آندي منتقل مي‌كنند. نتايج نشان دادند افزودن واسطۀ سنتتيك خارجي متيل‌رد باعث افزايش عملكرد الكتروشيميايي پيل سوختي مي‌شود. انتظار مي‌رفت پيل سوختي عملكرد بهتري در حضور منبع كربن خارجي و متيل‌رد داشته باشد، اما پيل سوختي در نبود لاكتات عملكرد بهتري نشان داد.