ارزیابی اثر متیل رد و لاکتات به عنوان واسطه انتقال الکترون و منبع کربن ساده بر عملکرد الکتروشیمیایی پیل سوختی میکروبی رسوب دریاچه ارومیه

بحران انرژی به علت مصرف روزافزون سوخت های فسیلی موضوع بسیار مهمی است؛ ازاین رو، منابع انرژی جایگزین دارای اهمیت فوق العاده ای هستند. از میان منابع انرژی تجدیدپذیر، فناوری پیل های سوختی میکروبی رسوبی بسیار مهم است؛ در این پیل ها با عملکرد کاتالیزوری باکتری های مناسب (اگزوالکتروژن[i]) انرژی شیمیایی مواد آلی به انرژی الکتریکی تبدیل می شود.
مواد و روش‏‏ها: در مطالعه حاضر، از ظروف شیشه ای یک لیتری به عنوان راکتور استفاده شد. نصف ظرف با لجن دریاچه ارومیه (بخش آندی) و بخش بالایی ظرف با آب دریاچه ارومیه (بخش کاتدی) تعبیه شد. صفحه های گرافیتی با مساحت سطح کاربردی 4×4 سانتی مترمربع (الکترود انتخابی) به سیم های مسی اتصال یافتند و دو بخش متاثر از مقاومت بیرونی 2/2 کیلواهم به هم متصل شدند. عملکرد الکتروشیمیایی پیل های سوختی با استفاده از ولت متر دیجیتالی ارزیابی شد. تاثیر متیل رد (واسطه انتقال الکترون) و لاکتات (منبع ساده کربنی) پس از تعیین غلظت بهینه در سه بازه 15 روزه بررسی شد. نتایج نشان دادند عملکرد الکتروشیمیایی پیل سوختی میکروبی رسوبی دارای متیل رد با دانسیته توان[ii] 54/7 میلی وات بر متر مربع سطح کاربردی الکترود آندی اختلاف معناداری با پیل سوختی بدون واسطه با دانسیته توان 46/0 میلی وات بر متر مربع دارد. در مقابل، پیل حاوی متیل رد و لاکتات دانسیته توان 41/1±44/4 میلی وات بر متر مربع را نشان داد.
بحث و نتیجه‏گیری: کنسرسیوم میکروبی رسوبات الکترون های تولیدشده از تجزیه منابع آلی را به طور مستقیم در قالب تشکیل بیوفیلم روی الکترود آندی و یا به کمک واسطه های سنتتیک به الکترود آندی منتقل می کنند. نتایج نشان دادند افزودن واسطه سنتتیک خارجی متیل رد باعث افزایش عملکرد الکتروشیمیایی پیل سوختی می شود. انتظار می رفت پیل سوختی عملکرد بهتری در حضور منبع کربن خارجی و متیل رد داشته باشد، اما پیل سوختی در نبود لاکتات عملکرد بهتری نشان داد.