عنوان

امکان سنجی طراحی پیل سوختی میکروبی با استفاده از لجن دریاچه اورمیه

Number

‭۱۶۰۴۷پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

امکان سنجی طراحی پیل سوختی میکروبی با استفاده از لجن دریاچه اورمیه

First Statement of Responsibility

/شهناز محمدی

Name of Publisher, Distributor, etc.

: علوم طبیعی

Date of Publication, Distribution, etc.

، ‮‭۱۳۹۴‬

Text of Note

چاپی

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

میکروبیولوژی

Date of degree

‮‭۱۳۹۴/۱۱/۱۲‬

Body granting the degree

تبریز

Text of Note

بحران انرژی به علت مصرف بی‌صرویه سوخت‌صهای فسیلی یک مسئله مهم جهانی است .یافتن منابع انرژی جایگزین از اهمیت بسیاری برخوردار است .تکنولوژی پیل سوختی میکروبی ‮‭(MFC)‬ در قالب پیل سوختی میکروبی رسوبی ‮‭(SMFC)‬ می‌صتواند در استخراج الکتریسیته بکار رود، بنابراین یک رویکرد بسیار مطمئن در تامین انرژی جوامع تکنولوژی محور خواهد بود .در این مطالعه در ظروف شیشه‌صای از رسوبات دریاچه فوق اشباع نمکی اورمیه به عنوان منبع منحصربه فرد کنسرسیوم میکروبی و سوبسترایی در بخش آندی و از آب دریاچه اورمیه در قسمت فوقانی رسوبات استفاده شد .برای بررسی عملکرد الکتروشیمیایی ‮‭SMFC‬ از الکترودهای مختلف گرافیتی و استیل ضد زنگ به عنوان آند و کاتد استفاده شد ‮‭SMFC‬ .با هر دو الکترود گرافیتی با دانسیته توان‮‭۴۶/۰ mW/m‬ پایدارترین ‮‭SMFC‬ در میان سایر سیستم‌صها بود .الکترودهای با مساحت سطحی متفاوت آزمایش شدند که تاثیری بر بازده توان خروجی ‮‭SMFC‬ ها نداشت .دانسیته توان بدست آمده از سیستم‮‭۴‬‌‮‭cm‬ ‮‭۴‬ ،‮‭۴۶/۰ mW/m‬ و برای سیستم‮‭۲‬ ‌‮‭cm‬ ‮‭۴‬ حدود‮‭۳۲/۰ mW/m‬ بود .با افزودن متیل‌صرد به عنوان مدیاتور خارجی افزایش معنی‌صداری در بازده توان سیستم مشاهده شد .دانسیته توان سیستم‮‭۴‬ ‌‮‭cm‬ ‮‭۴‬ از‮‭۴۶/۰ mW/m‬ به‮‭۵۴/۷ mW/m‬ در سیستم با مدیاتور افزایش یافت .نتایج برای سیستم‮‭۲‬ ‌‮‭cm‬ ‮‭۴‬ هم مشابه بود، دانسیته توان از‮‭۳۲/۰ mW/m‬ به‮‭۹/۱ ۲ mW/m‬افزایش یافت .افزودن مدیاتور مساحت سطحی الکترود را به فاکتور مهمی در عملکرد الکتروشیمیایی ‮‭SMFC‬ تبدیل کرد .منابع کربن مختلف از جمله سدیم استات، کلسیم لاکتات، تری سدیم سیترات و روغن زیتون و آمونیوم کلرید به عنوان منبع نیتروژن برای بهینه‌صسازی بازده الکتروشیمیایی ‮‭SMFC‬ استفاده شد .از تمامی سیستم‌صهای تغذیه شده با سوبستراهای ذکر شده پتانسیل مثبت مشاهده شد .سیستم خوراک دهی شده با لاکتات بالاترین پتانسیل ‮‭۶۵/۱۰۹ mV ۲/۳۴‬ را درمیان سایر سیستم‌صها نشان داد .برای بررسی اثر افزایش غلظت سوبسترا، هم زمان منابع کربن و نیتروژن به سیستم‌صهای سوختی افزوده شد .سیستم روغن زیتون- آمونیوم با دانسیته توان‮‭۵۵/۱۸ ۱۲/۶ mW/m‬ سیستم با عملکرد بهتر در میان سایر سیستم‌صهای مشابه با فاکتور متغیر سوبسترای دریافتی بود .البته لازم به ذکر است که سیستم‌صهای دریافت کننده‌صی هم‌صزمان منبع کربن و نیتروژن تفاوت چندان معنی‌صداری را نشان ندادند .در حضور دو منبع کربن به عنوان سوبسترا در یک ‮‭SMFC‬ تاثیر سینرژیستی سوبستراهای افزوده شده مشابه مرحله قبل، افزودن هم زمان یک منبع کربن و نیتروژن، مشاهده شد .سیستم لاکتات- استات با‮‭۳۵/۱۶ ۸۷/۹ mW/m‬ بهترین عملکرد الکتروشیمیایی را نشان داد

Text of Note

4 cm mediator SMFC 1.92 mW/m. As a result addition of mediator converts electrode projected surface area to an effective factor on power generation. Different carbon sources (acetate, lactate, citrate and olive oil) and ammonium as nitrogen source were used for optimization of electrochemical performance of SMFC. Positive potential was extracted from all substrate-added SMFCs. Lactate-added SMFC, as a fermentation metabolite, depicted maximum potential of 103.65 34.2 mV among other substrate-added cells. For evaluating the impact of rising substrate concentration, both carbon and nitrogen sources were added to SMFCs. Dissolved oxygen concentration in catholyte solution was stabilized by an aquarium air pump. Olive oil and ammonium added SMFC with 18.55 6.12 mW/m was the well-performed fuel cell among other SMFCs. Moreover there was no significant difference between these fuel cells which resived simultaneous carbon and nitrogen sources. In the presence of two different carbon sources in a SMFC, lactate and acetate fuel cell with 16.35 9.87 mW/m was the well-performed fuel cell‌4 cm mediator SMFC was increased to 7.54 mW/m. The same result was detected for 2‌4 cm SMFC. There was a significant improvement on power production when methyl red was added to the catholyte. The power density of 4‌4 cm graphite based SMFC which was close to the observed power density (0.46 mW/m) of 4‌The energy crisis is an urgent global issue due to the increased consumption of finite amounts of fossil fuel. Looking for alternative energy sources is, of critical importance. Microbial fuel cell (MFC) technology in the shape of sediment microbial fuel cell (SMFC) can extract electric energy from sediments. Therefore is a sustainable approach to supply energy to our technology-based societies. In this study a glass bottle was filled with Urmia lake sediment, salt saturated sediment, as anodic part and the remaining space with sea water as cathodic part. Different electrode materials (graphite, stainless steel) were used as cathode and anode at different positions. Among all designed cells, graphite based SMFC with power density of 0.46 mW/m illustrated the most permanent electrochemical performance. Different projected surface area of electrodes were examined but did not show significant impact on power generation, as the maximum power density of 0.32 mW/m was obtained for 2

محمدی، شهناز

زرینی، غلامرضا، استاد راهنما

احدزاده، ایرج، استاد راهنما

Public note

Gray Scale

نمایه‌سازی قبلی