عنوان پایان‌نامه
ارائه مدل ترمودینامیکی برای پیل های سوختی میکروبی
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک بیوسیستم - انرژی های تجدیدپذیر
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 7185;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78041;کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 7185;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78041
- تاریخ دفاع
- ۳۱ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- علی دادک
- استاد راهنما
- مرتضی آغباشلو
- چکیده
- هدف از این پژوهش انجام تحلیل اکسرژی یک پیل سوختی میکروبی دو محفظه ای آزمایشگاهی برای اولین بار بود. بر این اساس چهار منبع کربنی مختلف شامل استات، گلوکز، فروکتوز و ساکاروز به عنوان منبع کربنی دهنده الکترون در محفظه آندی پیل های سوختی میکروبی مورد استفاده قرار گرفتند. چندین پارامتر بر مبنای اکسرژی برای ارزیابی پایداری پیل های سوختی میکروبی به منظور دست یابی به مناسب ترین و پربازده ترین حالت کارایی آنها تعریف شد. نتایج به دست آمده از تحلیل اکسرژی پیل های سوختی میکروبی نشان دادند که بازده اکسرژی فرآیند، پارامتر جامع، دقیق تر و مناسب تری برای ارزیابی پایداری پیل های سوختی میکروبی در مقایسه با بازده اکسرژی متداول بود. بالاترین میزان بازده اکسرژی متداول برای خوراک استات برابر با 99/46 درصد به دست آمد. هم چنین، بالاترین مقدار بازده اکسرژی فرآیند برای خوراک استات برابر 0/625 درصد حاصل شد. بر این اساس، این منبع کربنی جهت کاربرد در راکتورهای زیستی برای تولید الکتریسیته زیستی در مقیاس صنعتی پیشنهاد می گردد. در نهایت، رویکرد استفاده شده در این مطالعه می تواند به حل چالش های پیش روی پیل های سوختی میکروبی برای تولید الکتریسیته زیستی با در نظر گرفتن دیدگاه های پایداری و بهره وری کمک شایانی نماید.
- Abstract
- The aim of this study was to carry out an exergy analysis of a lab-scale dual chamber microbial fuel cell for the first time. On this basis, four different carbon sources including acetate, glucose, fructose and sucrose were used as electron donors in the anode chambers of the microbial fuel cells. Several exergetic parameters for MFCs were determind for selecting the most suitable and productive working condition. The results obtained manifested that that the process exergy efficiency was more meaningful, objective, and useful tool to assess the performance of the microbial fuel cells compared to rational exegy efficiency. The highest rational exergy efficiency was found to be 99.46% for acetate. Also, the highest process exergy efficiency was found to be 0.625% for acetate. Accordingly, this carbon source would be recommended to be applied in pilot- and inductrial-scale bioreactors for electricity production. Ultimately, the employed approach herein could be used to shed light on on-going attempts to improve the performance of the microbial fuel cells for bio-electricity production considering the sustainability and productivity perspectives. Keywords: Microbial fuel cells; different carbon sources; exergy analysis; process exergy efficiency
