ساخت پیل‌های سوختی میکروبی با فناوری نانو

پیل‌های سوختی میکروبی به عنوان یک منبع انرژی تجدیدپذیر، نه تنها سبب آلودگی محیط زیست نمی‌شود بلکه به طور مستقیم در راستای کاهش آلودگی نیز عمل می‌کند؛


محققان دانشگاه های صنعتی نوشیروانی بابل و علوم کشاورزی گرگان به منظور ایجاد منابع تولید انرژی‌های پاک، اقدام به ساخت پیل‌های سوختی میکروبی کردند؛ الکترودهای این پیل‌ها از سلولزهای باکتریایی ساخته شده است و جایگزین مناسبی برای الکترودهای گرافیتی به شمار می رود.

به گزارش انرژی امروز به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، با توجه به کاهش روزافزون منابع سوخت‌های فسیلی و آلودگی ناشی از سوختن این منابع برگشت ناپذیر، تحقیقات در زمینه‌ انرژی‌های نو و تجدیدپذیر، در اولویت پژوهش‌های بسیاری از دانشمندان قرارگرفته است.
پیل‌های سوختی میکروبی به عنوان یک منبع انرژی تجدیدپذیر، نه تنها سبب آلودگی محیط زیست نمی‌شود بلکه به طور مستقیم در راستای کاهش آلودگی نیز عمل می‌کند؛ به همین دلیل، به گزینه‌ مناسبی برای اهداف تحقیقاتی و ارتقای آنها به یک محصول صنعتی تبدیل شده‌ است.
دکتر مصطفی رحیم‌نژاد محقق دانشگاه علوم کشاورزی گرگان در خصوص این طرح تحقیقاتی گفت: در این طرح تلاش می شود با بهبود یکی از اجزای مهم پیل سوختی میکروبی (الکترود پیل) در راستای بومی‌سازی فناوری ساخت آن به عنوان یک منبع تأمین انرژی دوستدار محیط زیست اقدام شود؛ الکترود ساخته شده نانوبیوکامپوزیتی متشکل از سلولز باکتریایی و پلیمرهای رسانا است و جایگزینی مناسب برای الکترودهای گران قیمت رایج در پیل سوختی میکروبی به شمار می رود.
وی با بیان اینکه نتایج حاکی از این است که الکترود ساخته شده می‌تواند بهبود چشمگیری در عملکرد پیل برای تولید توان و جریان الکتریسیته ایجاد کند، افزود: از این پیل های سوختی می توان در صنایع الکترونیک و وسایل الکترونیکی کم مصرف نظیر حسگرها و صنایع باطری‌سازی نوین استفاده کرد و همچنین در بخش تصفیه پساب کارخانه ها و فاضلاب‌های شهری برای کاهش بار آلی و حذف فلزات سنگین و مواد خطرناک دیگر نیز کاربرد دارند.
رحیم‌نژاد در خصوص تفاوت شاخص این طرح با پژوهش‌های مشابه اظهار کرد: اگرچه تحقیقات گسترده‌ای در دنیا در زمینه‌ پیل‌های سوختی میکروبی به ویژه قسمت الکترود آن صورت گرفته است اما می‌توان وجه تمایز این طرح تحقیقاتی را با دیگر طرح ها، در استفاده از سلولز باکتریایی به عنوان بستری برای ساخت یک نانوبیوکامپوزیت پلیمری رسانا و کاربرد آن به عنوان الکترود دانست.
وی افزود: یکی از اجزای مهم در پیل‌های سوختی میکروبی الکترود‌های آند و کاتد است؛ الکترودهای رایج مورد استفاده در پیل سوختی میکروبی معمولا از جنس گرافیت، کربن پارچه‌ای یا کربن کاغذی است که افزون بر قیمت تمام شده بالا و آلودگی‌های زیست محیطی نهان در فرآیند ساخت این جنس الکترودها، فناوری ساخت آنها نیز تقریباً انحصاری است درحالی که الکترود به کار رفته در این طرح ارزان است، آلودگی زیست محیطی کمتری تولید می‌کند و قابلیت بومی‌سازی نیز دارد.
به گفته رحیم‌نژاد، سلولز باکتریایی، الیاف درهم تنیده نانومتری است که به وسیله میکروارگانیسم‌های خاصی تولید می‌شود؛ پوشش دهی این الیاف با پلیمر رسانای پلی آنیلین و تبدیل شدن آنها به نانوالیاف رسانا، منجر به تولید یک الکترود مناسب با سطح فعال بالا برای پیل سوختی میکروبی شده است. نانوالیاف رسانای ساخته شده همچنین قدرت کاتالیزوری بالایی در واکنش‌های اصلی در پیل از خود نشان داده‌ است.
این تحقیقات با همکاری دکتر مصطفی رحیم‌نژاد، دکتر مهدی مشکور عضو هیات علمی دانشگاه علوم کشاورزی گرگان و مهرداد مشکور دانشجوی دکترای مهندسی شیمی دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل انجام و نتایج آن در نشریه‌ Journal of Power Sources منتشر شده است.

موضوعات مقاله

مدیریت منابع آبی مشترک در دستور کار وزارت خارجه

خورشید همدان انرژی زا می‌شود

كاهش مصرف انرژي در سيستمهاي هواساز با استفاده از مبدلهاي بازياب حرارت

كاهش مصرف انرژي در دستگاههاي هواساز با استفاده از مبدلهاي بازياب حرارت

مطابق با استانداردASHREA 90.1(2007) بخش 6.5.6.1 سيستمهاي هواساز مي بايست در صورت وجود همزمان شراي

مدیریت مصرف، مهم ترین اولویت صنعت برق در سال جاری است

نصب ۵۰۰ هزار کنتور هوشمند تا تابستان ۹۷

اولین قرارداد GTP پتروشیمی ایران با ایتالیا

تامین برق جزایر دور افتاده با استفاده از راکتور های متحرک

به گزارش انرژی امروز، یک شرکت تولید برق چینی تصمیم دارد تا ٢٠٢٠ میلادی ناوگانی از راکتورهای هسته‌

ایجاد مرکز تحقیقات سلول‌های خورشیدی در کشور

تولید سلول خورشیدی و ارتقای سطح دانش فنی محققان کشور در این حوزه یکی از اهدافی است که ستاد توسعه

عرضه مجدد نفت خام در بورس انرژی

به گزارش افکارنیوز، علی موسوی با اشاره به شکستن طلسم ورود طلای سیاه به بورس انرژی گفت: عرضه نفت خ

استفاده از ظرفیت بام منازل برای تولید و فروش انرژی پاک

نیروگاه خورشیدی ۱۰ مگاواتی یزد افتتاح شد

تجدیدپذیرها؛ گریزگاهی برای فرار از نابودی زمین

ایران از لحاظ برخورداری منابع مختلف انرژی یکی از غنی ترین کشورهای جهان استن و علاوه بر وجود منابع

تولید «برق پاک» در آلمان رکورد زد

طرح تحول‌زای «انتقال انرژی» در آلمان در ماه اکتبر گذشته یک رکورد ماهانه را به ثبت رساند.

سيستم روشنايي و تهويه طبيعي (Natural Lighting and Ventilation in a Single Installation)

ماجرای قرارداد با نروژی‌ها برای ساخت نیروگاه/ دولتی بودن قرارداد تکذیب شد