ساخت نخستين «استک پيل‌سوختي زيستي ميکروبي» خاورميانه توسط محققان كشور

استک پيل‌سوختي زيستي ميکروبي با توان الکتريکي 2500 ميکرو وات و 5000 ميلي‌آمپر به ازاي واحد سطح نفيون، براي نخستين بار در خاورميانه، توسط تيم مشترک تحقيقاتي پژوهشکده علوم و فناوري دفاعي شمال دانشگاه مالک اشتر و دانشگاه صنعتي نوشيرواني بابل طراحي و ساخته شد.
به گزارش سرويس علمي - فناوري ايسنا، ساخت اين نوع پيل‌سوختي که با استفاده از تجربيات ساخت تک سل در دانشگاه صنعتي نوشيرواني بابل انجام شد، دو سال به طول انجاميد و در سال گذشته، نتايج قابل‌قبولي از تست‌هاي انجام شده به دست آمد.
قبل از طراحي و ساخت اين استک پيل‌سوختي زيستي، شناسايي شرايط و چگونگي محيط کشت و عملکرد ميکروارگانيسم‌ها به عنوان اقدام اوليه انجام شد و با مطالعات کتابخانه‌اي، ضمن استفاده از نتايج حاصل از تحقيقات گذشته، بهترين و مناسب‌ترين باکتري شناخته شد و براي توليد جريان الکتريسيته در پيل‌سوختي زيستي مورد استفاده قرار گرفت.
ميکروارگانيسم‌هاي مورد مطالعه در اين تحقيق، از گونه‌هاي مختلفي انتخاب شده‌اند تا بتوان شرايط عملکرد آنها را براي توليد جريان الکتريکي مورد مطالعه و بررسي قرار داد. اين ميکروارگانيسم‌ها شامل پوتيدا، ساكرومايسيس سرويسا، لاكتوباسيل، اي.كولاي، آسپرژيلوس نايجر است و براي رشد آنها از گلوکز خالص به عنوان منبع غذايي استفاده شده است؛ اين باکتري‌ها همچنين قادر به رشد در كنار ساير منابع کربني هستند.
استک پيل‌سوختي زيستي ، به منظور بهبود راندمان پيل و دستيابي به جريان بيشتر در پيل‌سوختي زيستي، به گونه‌اي ساخته شد که تمام سطح بين آند و کاتد آن به عنوان سطوح انتقال الکترون عمل کند. اين سيستم موجب افزايش راندمان پيل‌سوختي مي‌شود.
در اکثر پيل‌هاي زيستي ساخته شده، تعداد محفظه آند و کاتد برابر است، بدين ترتيب که به ازاي هر محفظه آند يک محفظه کاتدي نيز طراحي شده و مورد استفاده قرار مي‌گيرد. ولي در اين طراحي از يک محفظه کاتد بين دو آند استفاده شده، زيرا در پيل زيستي توليد الکترون توسط ميکروارگانيسم‌ها در محفظه آندي صورت مي‌گيرد و در محفظه کاتدي فقط اکسيژن در معرض يون پروتون و الکترون قرار خواهد گرفت، در نتيجه با قرار دادن يک محفظه کاتد بين دو آند از وزن سيستم کاسته شده و راندمان بالاتر مي‌رود. استک پيل‌سوختي ساخته شده شامل يک مجموعه 7 الکترودي است که شامل 4 محفظه آندي و سه محفظه کاتدي است.
نتايج حاصل از منحني پلاريزاسيون حاصل از ماده واسطه قرمز خنثي با غلظت 200 ميکرومول برليتر نشان داده است که اين ماده واسطه با غلظت بيان شده بهترين کارآيي براي انتقال الکترون‌هاي توليد شده به آند را دارد.