بهینه سازی پیل سوختی میکربی با محیط کشت خالص نسبت به نرخ بارگذاری هیدرولیک، مقاومت خارجی و میزان تلقیح

پیل های سوختی میکربی از جدیدترین تکنولوژی های رایج در زمینه تامین انرژی پاک می باشد که با اکسیداسیون مواد آلی توسط میکرورگانیسم، الکتریسیته تولید می شود. بخش بزرگی از مطالعات انجام گرفته پیرامون پیل های سوختی میکربی بر اساس تغذیه ناپیوسته آند با محلول آنولیت می باشد. هنگامی که ولتاژ تولید شده در پیل از آستانه مشخصی پایین تر می رود محلول آند بطور کامل و یا جزیی تعویض می شود. اما در مطالعات مربوط به پتانسیل تجاری سازی این تکنولوژی، فرایند لزوما باید به صورت پیوسته باشد تا هم شرایط پایداری از نظر توان و جریان ایجاد شود و هم نیروی انسانی کمتری برای هدایت پیل لازم باشد. در این تحقیق میزان بار هیدرولیکی بهینه و هم چنین غلظت سابستریت (اسید لاکتیک) با گونه خالص شوانلا مورد بررسی قرار گرفت. به منظور افزایش عملکرد پیل سوختی میکربی پیوسته، پارامتر های غلظت fecl3، غلظت nacl و مقاومت خارجی با استفاده از طراحی آزمایش مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد قبل از ایجاد جریان پیوسته، به منظور تشکیل بایوفیلم روی سطح الکترود آند، پیل باید برای مدتی به صورت ناپیوسته و با میزان تلقیح زیاد کار کند. بهترین نرخ بار هیدرولیکی به منظور جریان پیوسته برای پیل مورد مطالعه بین 5/4 تا 6 میلی لیتر بر ساعت به دست آمد. با توجه به غلظت های سابستریت بررسی شده (70-18 میلی مولار)، غلظت بهینه اسید لاکتیک 50 میلی مولار به دست آمد. بر اساس نتایج بهینه سازی، غلظت fecl3 برابر با 12 میلی مولار، غلظت nacl برابر 15 گرم بر لیتر و مقاومت خارجی 473 اهم به دست آمد. همچنین یون آهن بیشترین تاثیر را بر روی عملکرد پیل سوختی میکربی پیوسته داشت.