تولید هیدروژن از طریق الکتروهیدروژنز در محفظه های الکترولیز میکروبی

انرژی مهم¬ترین چالش بشر در جهان امروز است. درحال حاضر بیشترین انرژی مورد نیاز بشر از سوخت-های فسیلی تامین می¬شود. اما باتوجه به گرم شدن جهانی و افزایش گازهای گلخانه¬ای و این که این منابع انرژی تجدید¬پذیر نبوده و بزودی به اتمام می¬رسند، نیاز به منابع تجدیدپذیر و پاک برای تامین احتیاجات در حال افزایش جهان امروز احساس می¬شود. هیدروژن یکی از مهم¬ترین گزینه¬های انرژی پاک است که توجهات زیادی را بخود جلب کرده است. هیدروژن به روش¬های مختلفی می¬تواند تولید شود،که تولید آن بصورت بیولوژیکی با روش¬های بیوفتولیز، تخمیر نوری، تخمیر تاریکی و در نهایت آنچه که امروز مورد علاقه محققان است تولید آن به روش پیل الکترولیز میکروبی یا mec است. این روش درواقع شکل تغییر یافته¬ای از mfc یا پیل میکروبی است که از آن برای تولید الکتریسیته استفاده می¬شود. در این پروژه یک سیستم دو اتاقکی که با غشای فلمیون از هم جدا شده¬اند، طراحی شد که در بخش آندی آن از محیط کشت سنتتیک با کشت خالص باکتری اشریشیا کلی و در بخش کاتدی از بافر فسفات با 7¬ph= استفاده شد. از گلوکز و ملاس به عنوان منبع کربن در این سیستم¬ها استفاده شد، و با اعمال ولتاژ 7/0 ولت سیستم شروع بکار کرد. عملکرد سیستم با این دو سوبسترا باهم مقایسه شد و هم چنین از متیل رد برای درک تاثیر مدیاتور در عملکرد mec استفاده شد. با توجه به نتایج بدست آمده، در همه سیستم¬ها آغاز فرایند با یک فاز تاخیری همراه بود ولی افزودن خوراک در ادامه فرایند موجب حذف فاز تاخیری و تسریع فرایند تولید هیدروژن در سیستم¬ها شد. عملکرد سیستم با استفاده از گلوکز نسبت به ملاس در غلظت¬ پایین بهتر بوده ولی با افزایش غلظت سوبسترا عملکرد سیستم در ملاس، بهتر از گلوکز بود به طوری که بعد از گذشت 166ساعت، سیستم حاوی 1% گلوکز ml220 گاز هیدروژن تولید کرد، در حالی که سیستم ملاس تا 158ساعت ml 118 گاز هیدروژن ایجاد نمود. در سیستم حاوی 2% گلوکز مقدار هیدروژن تولیدی بعد از 170 ساعت از عملکرد پیل برای گلوکز به ml 260 و برای ملاس به ml 283 رسید. استفاده از مدیاتور در پیل¬های میکروبی برای افزایش توان و جریان تولیدی اثبات شده است اما تاکنون از این مواد در پیل الکترولیز میکروبی استفاده نشده است. در این پروژه از متیل رد بعنوان مدیاتور استفاده شد که تاثیر آن در افزایش عملکرد پیل الکترولیز میکروبی مشهود بود. چگالی جریان بدست آمده در سیستم¬های بدون مدیاتور و مدیاتور دار به ترتیب برابر با ma/m310 و ma/m37/55 بود. مقدار هیدروژن تولیدی در سیستم¬های همراه مدیاتور و بدون مدیاتور به ترتیب m3/m3.day 07/0 و 085/0 بدست آمد.