تحقیق تجربی پارامتر های موثر بر روی پیل سوختی میکروبی تک محفظه ای با ساختار حلقوی با استفاده از پساب صنایع شکلات سازی

توضیحات

    فصل اول: مقدمه

پیشگفتار

۱- ۱  افزایش جمعیت و نیاز به انرژی

۱- ۲  سوخت های فسیلی و چالش های کنونی

۱-۳   انرژی های تجدید پذیر

۱- ۴  تولید الکتریسیته بیولوژیکی با استفاده از فناوری های پیل سوختی میکروبی

۱-۵   تاریخچه پیل های سوختی میکروبی

۱-۶   کاربرد های پیل سوختی

۱-۶-۱   تولید انرژی تجدید پذیر با استفاده از پیل سوختی میکروبی

۱-۶-۲   استفاده از پیل سوختی میکروبی جهت تصفیه فاضلاب

۱-۶-۳   فرایند پیل سوختی میکروبی برای تولید هیدروژن

۱-۶-۴   بیوسنسور

۱-۷   انتقال الکترون به الکترود ها

۱-۷-۱   مکانیزم انتقال الکترون

۱-۸   انواع پیل های سوختی میکروبی

۱-۹   پیل های سوختی میکروبی

۱-۹-۱   مواد تشکیل دهنده الکترود آند

۱-۹-۱-۱   کربن ورقه ای، پارچه ای، فوم ها

۱-۹-۱-۲   میله ها، نمد ها، فوم ها، صفحات و تخته های گرافیتی

۱-۹-۱-۳   دانه های گرافیتی

۱-۹-۱-۴ رشته ها و برس های گرافیتی

۱-۹-۲   مواد تشکیل دهنده الکترود کاتد

۱-۹-۲-۱   کاتد های کربنی با کاتالیست های پلاتینی

۱-۹-۲-۲   بایندر

۱-۹-۲-۳   لایه های نفوذ

۱-۹-۲-۴   پلاتین و فلزاتی با پوشش های پلاتینی

۱-۹-۳   غشاء ها و جدا کننده ها

۱-۱۰   محاسبه ولتاژ

۱-۱۱   بیشینه ولتاژ براساس روابط ترمودینامیکی

۱-۱۱   محاسبه توان

۱-۱۲-۱   نرمالیزه کردن توان خروجی پیل سوختی میکروبی تک محفظه‌ای‌

۱-۱۲-۱-۱   توان خروجی نرمالایز شده به مساحت سطح آند

۱-۱۲-۱-۱   توان خروجی نرمالایز شده به مساحت سطح کاتد

۱-۱۲-۱-۲   توان خروجی نرمالایز شده با حجم خالی بستر پیل

۱-۱۳   منحنی های پلاریزاسیون و چگالی توان

۱-۱۴   عوامل تاثیر گذار بر روی ولتاژ پیل سوختی میکروبی

۱-۱۵   نکاتی مهم و کوتاه در مورد باکتریها و شرایط متابولیسم آنها

   فصل دوم : مروری بر پژوهش های پیشین

پیشگفتار

۲-۱   پیکربندی

۲-۲   سیستم های پیل سوختی تک محفظه‌ای‌

۲-۳   مروری بر الکترود های به کار گرفته شده در پیل سوختی میکروبی

۲-۴   مروری بر پژوهش های صورت گرفته در زمینه پساب های استفاده شده

۲-۴-۱   استات

۲-۴-۲   گلوکز

۲-۴-۳   توده زیستی لیگنوسلولزی

۲-۴-۴   پساب کارخانجات آبجو سازی

۲-۴-۵   پساب خروجی از کارخانجات تولید نشاسته

۲-۴-۶   شیرابه زباله

        فصل سوم : سامانه مورد آزمایش، مواد، روش‌ها و نحوه محاسبات

 

۳-۱   طراحی، ساخت و راه اندازی پیل سوختی بیولوژیکی

۳-۱-۱   بدنه پیل سوختی میکروبی تک محفظه‌ای‌

۳-۱-۲   الکترود کاتد

۳-۱-۳   الکترود آند

۳-۲   دستگاه های مورد استفاده

۳-۲-۱   سیستم ثبت ولتاژ در طول زمان

۳-۲-۲   دستگاه اسپکتروفتومتر

۳-۲-۳   دستگاه اندازه گیری pH

۳-۲-۴   دستگاه آون

۳-۲-۵   دستگاه سانتریفیوژ

۳-۲-۶   دستگاه انکوباتور

۳-۲-۷   ترازو

۳-۲-۸   میکروسکوپ الکترونی پویشی

۳-۲-۹   دستگاه اولتراسونیک

۳-۲-۱۰   دستگاه کدورت سنج

۳-۳   آزمایشات انجام شده

۳-۳-۱   آزمایش COD

۳-۳-۱-۱   محلول اسید سولفوریک

۳-۳-۱-۲   محلول هاضم

۳-۳-۱-۳   منحنی استاندارد برای سنجش COD

۳-۳-۲   اندازه گیری غلظت گلوکز

۳-۳-۳   اندازه گیری کل مواد جامد (TS)

۳-۳-۴   اندازه گیری کل جامدات معلق (TSS)

۳-۳-۵   اندازه گیری کدورت

۳-۳-۶   اندازه گیری دما

۳-۳-۷   اندازه گیری pH

۳-۳-۸   غنی سازی میکروبی پیل سوختی و سازگاری میکرو ارگانیسیم ها با پساب

۳-۴   نحوه انجام محاسبات

۳-۴-۱   اندازه گیری جریان و توان

۳-۴-۲   نمودار پلاریزاسیون، چگالی توان و اندازه گیری مقاومت درونی

۳-۴-۳   محاسبه بازدهی عملیاتی پیل سوختی میکروبی

فصل چهارم: بحث و نتایج

۴-۱   اندازه گیری ولتاژ مدار باز

۴-۲   تاثیر مقاومت خارجی بر عملکرد پیل سوختی میکروبی تک محفظه‌ای‌

۴-۲-۱   اعمال مقاومت های خارجی پایین‌تر ‌و مقایسه عملکرد سیستم

۴-۲-۲   اعمال مقاومت خارجی ۱۰۰ و ۵۰ اهم

۴-۲-۳   نمودار پلاریزاسیون و چگالی توان

۴-۲-۴   بررسی کاهش کدورت پساب

۴-۲-۵   بررسی کاهش اکسیژن خواهی شیمیایی

۴-۳   بررسی اثر دما بر فعالیت پیل سوختی میکروبی، جریان و چگالی توان

۴-۴   بررسی اثر pH بر عملکرد پیل سوختی میکروبی

۴-۵   بررسی تأثیر غلظت پساب بر عملکرد سامانه

۴-۶   منحنی مصرف قند

۴-۷   محاسبه بازدهی عملیاتی پیل سوختی میکروبی تک محفظه ای

۰۴/۰۷/۲۰۰۱

۰۴/۰۷/۲۰۰۲

۴-۷-۳   بازدهی تبدیل انرژی (ECE)

۴-۸   مقایسه عملکرد پیل سوختی میکروبی

۴-۹   ریخت شناسی زیست لایه تشکیل شده بر سطح الکترود آند

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات

۵-۱   نتیجه گیری

۵-۲   پیشنهادات