پروژه پیلهای سوختی میکروبی - دانلود رایگان
دانلود رایگان
دانلود رایگان پروژه پیلهای سوختی میکروبیمقدمه؛
انرژی ازدیرباز به عنوان موتور محرکه ی جوامع بشری شناخته شده وبا پیشرفت بشر بر اهمیت وتاثیرگذاری آن درزندگی افزوده شده است.باوجود بحران انرژی واستفاده ازسوخت ها، از هیدروکربن های زیستی گرفته تا زغال سنگ ونفت خام وگاز طبیعی ، که محدودو گران قیمت هستند و تولید الاینده های مختلف زیست محیطی می نمایند به حداکثر میرسد.عمده ترین این آلاینده ها کربن دی-اکسید ، NOX ، SOX ، o و ذرات معلق که به تناسب با نوع منبع اولیه ی انرژی مقادیر مختلفی ازانها درفضا منتشرمی شود.
پس از انقلاب صنعتی، جهان به طورگسترده وابسته به انرژی الکتریکی گردید. عمده ترین منابع اولیه ی تامین این انرژی سوخت های فسیلی هستند که محصولات مخرب برای محیط زیست مثل گازهای گلخانه ای و باران های اسیدی دارند وعمده نگرانی درباره ی میزان کربن دی اکسید انتشاریافته به خاطرسوخت های فسیلی است که رفته رفته افزایش می یابد، پس باید به فکرجایگزین مناسبی برای سوخت ها بود.
نیازرسیدن به یک انرژی تجدید پذیر ودر راستای حفظ محیط زیست، برای اولین بار ریمرزوهمکارانش در سال 2001 نشان دادند که موجوداتی در رسوبات دریایی وجود دارند که قادر به تولید الکتریسیته هستند و به این ترتیب پیل سوختی میکربی کشف شد.
بيشترين مطالعات انجام شده در زمينه پیل های سوختي ميكربي در حالت سيكل بسته يا جريان ناپيوسته صورت گرفته است]4[. با استفاده از پيل هاي پيوسته و بهينه سازي تكنولوژي آن¬ها بعنوان جايگزين پيل هاي سوختي ميكربي بسته، محدوديت استفاده از پيل هاي سوختي تا حد قابل توجهي كاهش يافته است. از جمله مزايا و كاربردهاي سيستم هاي پيوسته مي توان تعيين مقدار بهينه تركيبات محيط كشت به منظور توليد بالاترين ميزان انرژي، كنترل متابوليت هاي ثانويه توليدي در طي فرآيند رشد ميكروارگانيزم، تعيين سنتيك رشد ميكروارگانيزم، حفظ شرايط پايدار براي مدت زمان طولاني كه مي تواند به بررسي بهتر اثر پارامترهاي مختلف روي عملكرد پيل شود را نام برد. با اين وجود استفاده از پيل هاي سوختي ميكربي پيوسته كاربردهاي عملي بيشتري نسبت به حالت بسته دارد.
از جمله فواید مهم پیل هاي سوختی بیولوژیکی این است که آن ها توانایی تبدیل انرژي شیمیایی را از یک محیط بیولوژیکی به جریان الکتریکی دارا میباشند و سوخت مورد نیاز را در این سیستم ها میتوان از یک محیط بیولوژیکی و حتی از یک ارگانیزم زنده و یا گیاه گرفت ]6[. در طراحی پیل هاي سوختی بیولوژیکی براي تبدیل انرژي شیمیایی به انرژي الکتریکی ازبیوکاتالیست ها استفاده می شود.
فهرست:بخش 1مقدمه
پیل سوختی میکربی
طرح کلی پیل سوختی میکربی
اجزای سازنده وساختار پیل سوختی میکربی
آند
کاتد
جنس مواد استفاده شده در کاتد
چسباننده های کاتالیست
لایه¬های نفوذی
الکترولیت
غشاها و جداکننده ها
غشای مبادله کنندهی کاتیون
غشای مبادله کنندهی آنیون
غشاهای دو قطبی
میکرب
الکترون زاهای خارجی
مکانیزم های انتقال الکترون
نانوسیمها
انتقال الکترون سطح سلولی
واسطهها
بخش 2
انواع پیل های سوختی میکربی
پیل های سوختی تک محفظه¬ای
پیل های سوختی دو محفظه¬ای
پیل های سوختی میکربی تخت
پیل های سوختی میکربی لوله¬ای
پیل های سوختی میکربی استوانه¬ای متحدالمرکز
پیل سوختی میکربی با پل نمکی
کاتد زیستی
کاتدهوایی
کاتدهای شیمیایی
بخش 3
کاربردها و واکنش های انجام گرفته
تبدیل مواد آلی به سوخت های زیستی
واکنش های انجام گرفته در پیل های سوختی میکربی
کاربرد پیل های سوختی میکربی
تولید الکتریسته
تولیدهیدروژن
تصفیه آب
سنسور
بخش 4
روابط به کار رفته
ولتاژ وشدت جریان
پتانسیل کلی پیل
پتانسیل هایی غیر از الکترود هیدروژن نرمال
پتانسیل آند
پتانسیل کاتد
پتانسیلهای آند و پتانسیلهای آنزیم
نقش جمعیتها در مقابل آنزیم در تعیین پتانسیل آند
تولید ولتاژ به کمک باکتریهای تخمیر کننده
توان خروجی نرمال شده به سطح
توان خروجی نرمال شده از راه حجم
بازدهی کولومیبک و انرژی
عوامل تاثیرگذار بر ولتاژ پیل
منحنی های پولاریزاسیون و دانسیته توان
منحنی قطبیت
فعال سازی
تلفات اهمی
مقاومت داخلی پیل سوختی میکربی
اندازه گیری مقاومت داخلی
سینتیک یا مدل هایی مبتنی بر انتقال جرم
محدودهی ثوابت سرعت و مشخصه های باکتریایی
حداکثرمقدارانتقال جرم به یک فیل زیستی
بخش 5
بررسی پارامترهای موثر برعملکرد پیل های سوختی میکربی
معرفی و بررسی تاثیر پارمترهای عملیاتی بر پیل سوختی میکربی