1. Introduction
Microbial fuel cells (MFCs) use electrochemically active anaerobic
bacteria as biocatalysts to convert chemical energy contained in
the bonds of organic compounds to electrical current, where bacteria
derive energy from the oxidation of the substrate (Rabaey and
Verstraete, 2005). In a typical MFC, the anode and the cathode
are separated by a proton exchange membrane (PEM) and are
placed in two separate chambers (Logan et al., 2006). Electrons
produced by the microorganisms from electron donors are transferred
to the anode and flow to the cathode by an external circuit.
To compensate for the electron transfer to the cathode, protons
flow from anode to cathode through the bulk liquid and through
the ion selective membrane separating the anode and the cathode
(Logan et al., 2006; Rabaey and Verstraete, 2005). Electrons that
reach to the cathode combine with protons and electron acceptor
(mainly oxygen) to produce water (Bond et al., 2002). In addition
to two-chambered MFCs, it is also possible to design single
-chambered MFCs, which do not require cathode to be placed in
water (air–cathode MFC) (Liu and Logan, 2004; Liu et al., 2004).
The single-chambered air cathode offers several advantages over
two-chambered systems such as; (a) the cathode does not need
to be aerated, oxygen in the air can directly react at the electrode,
(b) recycling or chemical regeneration of the catholyte is not required,
and (c) higher volumetric power density is easily achievable
1. บทนำ
จุลินทรีย์เซลล์เชื้อเพลิง (MFCs) ใช้แบบไม่ใช้ออกซิเจนที่ใช้งาน electrochemically
แบคทีเรียเป็นเอนไซม์ในการแปลงพลังงานเคมีที่มีอยู่ใน
พันธบัตรของสารประกอบอินทรีย์เพื่อกระแสไฟฟ้าที่แบคทีเรีย
ได้รับพลังงานจากการเกิดออกซิเดชันของสารตั้งต้น (Rabaey และ
Verstraete 2005) ใน MFC ทั่วไปขั้วบวกและขั้วลบ
จะถูกคั่นด้วยเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอน (PEM) และมีการ
วางไว้ในสองห้องแยกต่างหาก (โลแกน et al., 2006) อิเล็กตรอน
ที่ผลิตโดยจุลินทรีย์จากผู้บริจาคอิเล็กตรอนจะถูกโอน
ไปยังขั้วบวกและไหลไปยังขั้วลบโดยวงจรภายนอก.
เพื่อชดเชยการถ่ายโอนอิเล็กตรอนแคโทดโปรตอน
ไหลจากขั้วบวกไปขั้วลบผ่านของเหลวจำนวนมากและผ่าน
ไอออนเลือกแยกเมมเบรน ขั้วบวกและขั้วลบ
(โลแกน et al, 2006;. Rabaey และ Verstraete 2005) อิเล็กตรอนที่
เข้าถึงแคโทดรวมกับโปรตอนและรับอิเล็กตรอน
(ส่วนใหญ่ออกซิเจน) เพื่อผลิตน้ำ (บอนด์ et al., 2002) นอกจาก
สองลำ MFCs ก็ยังเป็นไปได้ที่จะออกแบบเดียว
MFCs -chambered ซึ่งไม่จำเป็นต้องแคโทดที่จะอยู่ใน
น้ำ (Air-แคโทด MFC) (หลิวและโลแกน, 2004. หลิว, et al, 2004)
แคโทดอากาศเดียวลำมีข้อได้เปรียบหลายประการมากกว่า
สองลำระบบเช่น; (ก) แคโทดไม่จำเป็น
ที่จะต้องเติมอากาศออกซิเจนในอากาศโดยตรงที่สามารถตอบสนองอิเล็กโทรด,
(ข) การรีไซเคิลหรือสารเคมีการงอกของ catholyte ไม่จำเป็น,
และ (ค) ความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้นปริมาตรทำได้อย่างง่ายดาย
การแปล กรุณารอสักครู่..