This paper describes the potential

This paper describes the potential for algal biomass production in conjunction with wastewater treatment
and power generation within a fully biotic Microbial Fuel Cell (MFC). The anaerobic biofilm in the
anodic half-cell is generating current, whereas the phototrophic biofilm on the cathode is providing the
oxygen for the Oxygen Reduction Reaction (ORR) and forming biomass. The MFC is producing electricity
with simultaneous biomass regeneration in the cathodic half-cell, which is dependent on the nutrient
value of the anodic feedstock. Growth of algal biomass in the cathode was monitored, assessed and
compared against the MFC power production (charge transfer), during this process. MFC generation of
electricity activated the cation crossover for the formation of biomass, which has been harvested and
reused as energy source in a closed loop system. It can be concluded that the nutrient reclamation and
assimilation into new biomass increases the energy efficiency. This work is presenting a simple and selfsustainable
MFC operation with minimal dependency on chemicals and an energy generation system
utilising waste products and maximising energy turnover through an additional biomass recovery.
© 2015 The Authors. Published by Elsevier Ltd. This is an open access article under the CC BY license


This work is aiming to: i) demonstrate the operation of a fully
biological microbial fuel cell with an anaerobic anode and a photosynthetic
cathode colonised by the mixed culture of photosynthetic
organisms; ii) investigate the relationship between the development
of the cathodic biofilm andMFC power generation and iii) utilise the
harvested biomass directly as a feedstock for the MFC anodes.
2. Materials and methods
2.1. MFC design
MFC reactors comprised 25 mL anode chambers and 25 mL
cathode chambers, separated by a cation exchange membrane
(VWR International) as previously described [16]. The electrode
materialwas carbon fibre veil with a total area of 270 cm2 (20 g/m2)
(PRF Composite Materials, Poole, UK) used in both the anode and
cathode chambers. Carbon veil sheets were folded down into
rectangular cuboids and connected with a nickel-chrome wire
(thickness-0.45 mm) to the external circuit. The cathode electrodes
were modified in 5 different experimental groups (Table 1) and
included two control conditions, i.e. one control group with no
electrode modification and an abiotic control (algae water) and 4
experimental groups with: a) non modified cathode electrode
(algae); b) cotton string (thickness-2 mm) wrapped around the
electrode (algae string); c) cellulose layer (thickness-1 mm) coating
around the electrode (algae cellulose); d) stainless steel wire (type
316, thickness 0.45). The modifications were employed to support
algal biofilm development on the cathode electrode and for current
collection. Each experimental condition was tested in triplicate
resulting in a total of 15 MFCs. No growth media, pH control or
chemical pre-treatment were used.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

เอกสารนี้อธิบายถึงศักยภาพในการผลิตชีวมวลสาหร่ายร่วมกับการบำบัดและผลิตพลังงานภายในครบลร่วมจุลินทรีย์เซลล์เชื้อเพลิง (MFC) Biofilm ไม่ใช้ออกซิเจนในการไล half-cell สร้างกระแส ขณะให้ biofilm phototrophic บนแคโทดออกซิเจนสำหรับปฏิกิริยาการลดออกซิเจน (ORR) และชีวมวลขึ้นรูป MFC จะผลิตไฟฟ้ามีชีวมวลพร้อมฟื้นฟูใน half-cell หนึ่ง ซึ่งจะขึ้นอยู่กับสารอาหารค่าวัตถุดิบไล เจริญเติบโตของชีวมวลสาหร่ายในแคโทดถูกตรวจสอบ ประเมิน และเมื่อเทียบกับการผลิตพลังงาน MFC (ค่าธรรมเนียมการโอน), ระหว่างกระบวนการนี้ สร้าง MFCไฟฟ้างานไขว้ไอออนสำหรับการก่อตัวของชีวมวล ซึ่งได้รับการเก็บเกี่ยว และนำมาใช้เป็นแหล่งพลังงานในระบบปิด มันสามารถจะสรุปที่ถมสารอาหาร และผสมลงในชีวมวลใหม่เพิ่มประสิทธิภาพพลังงาน งานนี้จะนำเสนอเรียบง่ายและ selfsustainableMFC ดำเนินการกับอ้างอิงน้อยที่สุดในสารเคมีและระบบการสร้างพลังงานใช้ขยะและพลังงานหมุนเวียนเพิ่มผ่านการกู้คืนแบบชีวมวลเพิ่มเติม© 2015 ผู้เขียน เผยแพร่ โดย Elsevier จำกัด บทความเปิดเข้าภายใต้ใบอนุญาตโดย CCงานนี้มีเป้าหมายที่จะ: ฉัน) แสดงให้เห็นถึงการดำเนินการของแบบเต็มเซลล์เชื้อเพลิงจุลินทรีย์ชีวภาพกับแอโนดไม่ใช้ออกซิเจนและการสังเคราะห์แสงแคโทดเมืองขึ้นวัฒนธรรมผสมของสังเคราะห์แสงสิ่งมีชีวิต ii) ตรวจสอบความสัมพันธ์ระหว่างการพัฒนาหนึ่ง biofilm andMFC ไฟฟ้าและ iii) ใช้การชีวมวลที่เก็บเกี่ยวโดยตรงเป็นวัตถุดิบกันกร่อน MFC2. วัสดุและวิธีการ2.1. MFC ออกเตาปฏิกรณ์ของ MFC ประกอบด้วยหอแอโนด 25 มล.และ 25 มล.แผ่นลิ้น แยกเยื่อแลกเปลี่ยนไอออน(VWR International) ก่อนหน้านี้อธิบาย [16] อิเล็กโทรดmaterialwas คาร์บอนไฟเบอร์ม่าน มีพื้นที่ทั้งหมด 270 cm2 (20 g/m2)(วัสดุคอมโพสิต PRF, Poole, UK) ใช้ทั้งขั้วบวก และห้องแคโทด คาร์บอนแผ่นม่านถูกพับลงcuboids สี่เหลี่ยม และเชื่อมต่อกับเส้นลวดนิกเกิลโครเมียม(ความหนา 0.45 มิลลิเมตร) กับวงจรภายนอก ขั้วแคโทดแก้ไขใน 5 กลุ่มทดลองแตกต่างกัน (ตารางที่ 1) และรวมสองควบคุมเงื่อนไข เช่นตัวควบคุมหนึ่งกลุ่มที่ไม่มีปรับเปลี่ยนขั้วไฟฟ้า และตัวควบคุม abiotic (สาหร่ายน้ำ) และ 4กลุ่มทดลอง: การ) ขั้วแคโทดไม่แก้ไข(สาหร่าย); ข) สายฝ้าย (ความหนา 2 มม.) พันรอบตัวอิเล็กโทรด (สายอักขระสาหร่าย); c) เคลือบสีชั้นเซลลูโลส (ความหนา 1 มิลลิเมตร)รอบขั้ว (สาหร่ายเซลลูโลส); d) สแตนเลส (ชนิด316 ความหนา 0.45) การแก้ไขถูกใช้เพื่อสนับสนุนการพัฒนาสาหร่าย biofilm ในขั้วแคโทด และปัจจุบันคอลเลกชัน เงื่อนไขแต่ละเงื่อนไขทดลองทดสอบลข้อผลรวมของเดอร์ 15 ไม่เจริญเติบโตของสื่อ การควบคุมค่า pH หรือใช้สารเคมีก่อนรักษา

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

กระดาษนี้จะอธิบายศักยภาพในการผลิตสารชีวมวลสาหร่ายร่วมกับการบำบัดน้ำเสีย
และการผลิตกระแสไฟฟ้าภายในสิ่งมีชีวิตอย่างเต็มที่เซลล์เชื้อเพลิงจุลินทรีย์ (MFC) เยื่อชีวะแบบไม่ใช้ออกซิเจนใน
ขั้วบวกครึ่งเซลล์มีการสร้างในปัจจุบันในขณะที่ไบโอฟิล์มสังเคราะห์แสงในแคโทดจะให้
ออกซิเจนสำหรับปฏิกิริยาลดออกซิเจน (ออร์) และกลายเป็นชีวมวล เอ็มเอฟคือการผลิตไฟฟ้า
ด้วยชีวมวลฟื้นฟูพร้อมกันใน cathodic half-cell ซึ่งจะขึ้นอยู่กับสารอาหารที่
มูลค่าของวัตถุดิบไล การเจริญเติบโตของชีวมวลสาหร่ายในแคโทดคือการตรวจสอบประเมินและ
เมื่อเทียบกับกำลังการผลิตเอ็มเอฟ (โอนค่าใช้จ่าย) ในระหว่างกระบวนการนี้ เอ็มเอฟรุ่น
ไฟฟ้าเปิดใช้งานครอสโอเวอร์ไอออนบวกสำหรับการก่อตัวของชีวมวลซึ่งได้รับการเก็บเกี่ยวและ
นำกลับมาใช้เป็นแหล่งพลังงานในระบบวงปิด จึงสามารถสรุปได้ว่าการบุกเบิกสารอาหารและ
การดูดซึมเข้าไปในชีวมวลใหม่เพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน งานนี้เป็นการนำเสนอที่เรียบง่ายและ selfsustainable
การดำเนินงานเอ็มเอฟที่มีการพึ่งพาสารเคมีน้อยที่สุดในและระบบการผลิตพลังงาน
ใช้ของเสียและการเพิ่มประสิทธิภาพการหมุนเวียนพลังงานผ่านการฟื้นตัวของชีวมวลเพิ่มเติม.
© 2015 ผู้เขียน เผยแพร่โดยเอลส์ จำกัด นี้เป็นบทความการเข้าถึงเปิดภายใต้สัญญาอนุญาตของ CC งานนี้มีเป้าหมายที่จะ i) แสดงให้เห็นถึงการดำเนินงานของเต็มเซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพจุลินทรีย์กับขั้วบวกแบบไม่ใช้ออกซิเจนและสังเคราะห์แคโทดอาณานิคมโดยวัฒนธรรมผสมสังเคราะห์มีชีวิต ; ii) การศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างการพัฒนาของไบโอฟิล์ม cathodic andMFC การผลิตกระแสไฟฟ้าและ iii) การใช้ชีวมวลเก็บเกี่ยวโดยตรงเป็นวัตถุดิบสำหรับ anodes เอ็มเอฟได้. 2 วัสดุและวิธีการ2.1 MFC ออกแบบเครื่องปฏิกรณ์เอ็มเอฟประกอบด้วย 25 มลห้องขั้วบวกและ 25 มลห้องแคโทดคั่นด้วยเมมเบรนแลกเปลี่ยนไอออน(VWR นานาชาติ) ตามที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ [16] ขั้วไฟฟ้าmaterialwas ม่านคาร์บอนไฟเบอร์ที่มีพื้นที่รวม 270 cm2 (20 g / m2) (PRF วัสดุคอมโพสิต, พูล, สหราชอาณาจักร) ที่ใช้ในทั้งขั้วบวกและขั้วลบห้อง แผ่นคาร์บอนม่านพับลงมาเป็นรูปทรงสี่เหลี่ยมสี่เหลี่ยมและเชื่อมต่อกับลวดนิกเกิลโครเมี่ยม(หนา 0.45 มิลลิเมตร) วงจรภายนอก ขั้วไฟฟ้าขั้วลบมีการแก้ไขใน 5 กลุ่มทดลองที่แตกต่างกัน (ตารางที่ 1) และรวมสองเงื่อนไขการควบคุมคือหนึ่งในกลุ่มควบคุมที่ไม่มีการปรับเปลี่ยนขั้วไฟฟ้าและการควบคุม abiotic (น้ำสาหร่าย) และ 4 กลุ่มทดลองกับก) ไม่ใช่ขั้วไฟฟ้าขั้วลบปรับเปลี่ยน(สาหร่าย ); ข) สตริงฝ้าย (ความหนา 2 มิลลิเมตร) พันรอบอิเล็กโทรด (String สาหร่าย); ค) ชั้นเซลลูโลส (ความหนา 1 มิลลิเมตร) เคลือบรอบขั้วไฟ (สาหร่ายเซลลูโลส); D) ลวดสแตนเลส (ชนิด316, ความหนา 0.45) การปรับเปลี่ยนที่ถูกว่าจ้างให้การสนับสนุนการพัฒนาไบโอฟิล์มสาหร่ายบนขั้วไฟฟ้าขั้วลบและปัจจุบันคอลเลกชัน แต่ละสภาพการทดลองได้รับการทดสอบในเพิ่มขึ้นสามเท่าส่งผลให้จำนวน 15 MFCs ไม่มีสื่อการเจริญเติบโตของการควบคุมความเป็นกรดด่างหรือสารเคมีรักษาก่อนถูกนำมาใช้