کاربرد کامپوزیت کربن نانو تیوب و نانو ذرات اکسید فلزی برای اصلاح الکترودهای آندی پیل های سوختی میکروبی

پیل سوختی میکروبی بیوراکتوری است که توسط میکروارگانیسم ها تحت شرایط بی هوازی انرژی شیمیایی در پیوندهای شیمیایی مواد آلی را به انرژی الکتریکی در طی واکنش های کاتالیستی تبدیل می کند. مهمترین کاربردهای پیل های سوختی میکروبی تولید الکتریسیته، تولید هیدروژن، تصفیه فاضلاب و حسگرهای bod می باشد. در این مطالعه ابتدا ساخت یک پیل سوختی دو محفظه ای صورت گرفت و سپس کارایی آن با استفاده ازالکترود آند اصلاح شده با نانو کامپوزیت کربن نانو تیوب- قلع اکسید و گرافن- قلع اکسید با توجٌه به خواص عالی الکتریکی و مکانیکی مورد بررسی قرارگرفت. در ابتدا زیست فعالی نانو کامپوزیت های کربن نانو تیوب- قلع اکسید و گرافن- قلع اکسید با باکتری اشرشیاکلی مورد بررسی قرار گرفت و مشاهده شد که به دلیل بر همکنش قلع اکسید و غشای سیتوکروم نوع c و همچنین به دلیل بالا بودن نسبت سطح به حجم گرافن و نانو لوله کربنی، رشد میکروارگانیسم ها بر روی الکترودهای اصلاح شده با نانو کامپوزیت ها بیشتر شد. برای بررسی و مطالعه تغییرات بر روی عملکرد پیل سوختی میکروبی از تکنیک های الکتروشیمیایی مانند ولتامتری چرخه ای، ولتامتری روبش خطی، طیف نگاری امپدانس الکتروشیمیایی استفاده شد. در نتیجه چگالی توان خروجی پیل سوختی میکروبی 1624 mw m?2 و 1401mwm-2 برای گرافن- قلع اکسید و نانولوله کربنی-قلع اکسید بدست آمد که به ترتیب به میزان 1/4 و 3 برابر نسبت به الکترود اصلاح نشده افزایش یافت و همچنین کاهش مقاومت انتقال بار با به کار بردن الکترود اصلاح شده مشاهده گردید .