بررسی پارامترهای دما و شدت جریان سابستریت بر عملکرد پیل سوختی میکروبی دو محفظه ای

در سال های اخیر مصرف انرژی در صنایع گوناگون به سرعت در حال افزایش می باشد. سوخت های فسیلی که منابع اصلی تامین انرژی به شمار می روند نیز به علت محدودیت و ناپایداری و همچنین به دلیل آلودگی های زیست محیطی و انتشار گازهای گلخانه ای، بشر را ملزم به تامین انرژی از منابع جایگزین و تجدیدپذیر نموده است. یکی از منابع تجدیدپذیر استفاده از پیل های سوختی میکروبی به منظور تولید الکتریسیته می باشد. در پیل های سوختی میکروبی میکروارگانیسم ها در محفظه بی هوازی آند در اثر اکسایش سابستریت، پروتون و الکترون تولید می کنند. پروتون ها با نفوذ از غشای تبادل پروتونی و الکترون ها از طریق مدار خارجی به سمت محفظه کاتد می روند. الکترون ها و پروتون هادر حضور پذیرنده الکترون یعنی اکسیژن آب تولید می کنند. درنتیجه فرایند پیل سوختی میکروبی از نظر اقتصادی نیز دارای اهمیت زیادی می باشد. یکی از راه های شناسایی پیل سوختی میکروبی، مد ل سازی یا شبیه سازی می باشد. بدین منظور پس از مدل سازی و شبیه سازی پیل سوختی میکروبی دو محفظه ای، دو متغیر تاثیر گذار برروی پیل سوختی میکروبی شامل شدت جریان سابستریت و دما مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور پس از بررسی این متغیرها، شدت جریان سابستریت در سه حالت (𝑄𝑎=22.5𝐶𝑚3ℎ, 0.8 𝑄𝑎=18𝐶𝑚3ℎ,1.2𝑄𝑎=27𝐶𝑚3/ℎ)، بیش ترین توان به دست آمده از شدت جریان 22.5 سانتی متر معکب بر ساعت به دست آمد و همچنین برای اثرهای دما از دمای 298 تا 333 درجه کلوین مورد بررسی قرار گرفت که بیش ترین توان در دمای 298 کلوین به دست آمد.

Investigation of Effect of Temperature and Substrate Flowrate on Efficiency of TwoChamber Microbial Fuel Cell

The energy consumption in different industries is increasing so fast in recent years. Although fossil fuels have been the main source of energy, some deficiencies such as their limitations and instability and also their drastic impacts on the environment and greenhouse emissions have obliged people to provide their required energy from alternative sources, especially regenerative ones. One of such energy sources is the application of Microbial Fuel Cells (MFC) which is used for electricity generation. In MFSs proton and electron are produced in anode anaerobic chamber through the oxidation of microorganism substrates. Protons diffuse through the proton exchange membrane and electrons go to the cathode chamber through the external circuit. Electrons and protons produce water in presence of oxygen as an electron acceptor. Consequently, the process of MFCs is significant in terms of economic aspects. Modeling and simulation are methods of characterization of MFCs. For this purpose, after the modeling and simulation of a twochamber MFC, important parameters namely temperature and substrate flowrate were investigated. Investigations on the effect of substrate flowrate in three steps (0.8 Qa= 18 cm3/h, 1.2 Qa = 27 cm3/h, Qa = 22.5 cm3/h) showed that the highs power was achieved in 22.5 cm3/h. Additionally, the effect of temperature was assessed in 298333K, where the highest power was achieved in 298K.