پیشینه تحقیق پیل سوختی میکروبی و مدلسازی و کاربرد آن و چرخه انرژی تجدیدپذیر بر پایه زیست توده دارای ۴۷ صفحه می باشد فایل پیشینه تحقیق به صورت ورد  word و قابل ویرایش می باشد. بلافاصله بعد از پرداخت و خرید لینک دنلود فایل نمایش داده می شود و قادر خواهید بود  آن را دانلود و دریافت نمایید . ضمناً لینک دانلود فایل همان لحظه به آدرس ایمیل ثبت شده شما ارسال می گردد.

فهرست مطالب

۱-۱-مقدمه    ۴
۱-۲ چرخه انرژی تجدیدپذیر بر پایه زیست توده    ۶
۱-۳-تولید زیست توده توسط فرآیند فتوسنتز    ۸
۱-۴-هیدرولیز و تخمیر    ۸
۱-۵-نیاز به منابع آب و تصفیه پسابها    ۱۰
۱-۶-پیل سوختی    ۱۱
۱-۷-تعریف پیل‌سوختی    ۱۲
۱-۸-انواع پیل سوختی    ۱۳
۱-۹-پیل سوختی میکروبی    ۱۳
۱-۹-۱-کاربرد پیل سوختی میکروبی    ۱۷
تولید برق    ۱۷
تصفیه پسابها    ۱۷
تولید هیدروژن    ۱۸
حذف مواد شیمیایی    ۱۹
حسگرهای زیستی    ۱۹
۱-۹-۲-مقایسه پیلهای سوختی میکروبی با فرآیندهای بیواتانول و متانزایی    ۱۹
فناوریهای متانزایی و پیل سوختی میکروبی    ۱۹
فناوریهای بیواتانول و پیل سوختی میکروبی    ۲۰
۱-۹-۳-بررسی جامعه میکروبی و زنجیره تنفسی در آنها    ۲۱
چگونگی انتقال الکترونها از سطح میکروب به سطح آند پیل سوختی    ۲۳
۱-۱۰-پیلهای سوختی میکروبی معکوس    ۲۸
۱-۱۰-۱-مکانسیمهای انتقال الکترون    ۳۰
۱-۱۰-۲-بیوفیلمهای کاتد    ۳۲
۱-۱۰-۳-الکترود کاتدی    ۳۲
۱-۱۰-۴-شیمی محلول    ۳۴
۲-بررسی پژوهشهای پیشین    ۳۶
۲-۱ مروری بر پیلهای سوختی از گذشته تا حال    ۳۶
۲-۲ تاریخچه پیل سوختی میکروبی    ۳۷
۲-۳ تاریخچه مدلسازی پیل سوختی میکروبی    ۳۸
۲-۴ تاریخچه الکتروسنتز میکروبی    ۴۲
منابع و مراجع    ۴۵

منابع

Hwanga, I.U., Yua H.N., Kima, S.S., Gil Lee, D., (2008) “Bipolar plate made of carbon fiber epoxy composite for polymer electrolyte membrane fuel cells”, Power Sources., Vol.184, p.90-94.

Logan, B.E., (2007) “Microbial fuel cells”, Wiley, Newyork.

Lovely R.Derek (2006).”Microbial fuel cell: novel microbial physiologies and engineering approaches”.Current opinion in Biotechnology 17:327-332

Virdis, B., Freguia, S., Rozendal, R.A., Rabaey, K., Yuan, Z., Keller, J., (2011) “Microbial fuel cells”, s.l., Elsevier B.V., 2011.

Rittmann, B.E., Torres, C. I., Marcus, A.K., (2008) “Understanding the distinguishing features of a microbial fuel cell as a biomass-based renewable energy technology”, Emerging Environmental Technologies, Springer Science.

Pozio, A., Zaza, F., Masci, A., Silva, R.F., (2008) “Bipolar plate materials for PEMFCs a conductivity and stability study”, Power Sources., Vol.179, p.631-639.

فناوری پیل سوختی و هیدروژن، مبانی نظری و کاربردها: جلال الدین هاشمی

Lee, H.S., Kim, H.J., Kim, S.G., Ahn, S.H., (2007) “Evaluation of graphite composite bipolar plate for PEM (proton exchange membrane) fuel cell: Electrical, mechanical, and molding properties”, J.Materials Processing Technology., Vol.41, p.425-428.

Du, L., Sadhan, M., Jana, C., (2007) “Highly conductive epoxy/Graphite composites for bipolar plates in proton exchange membrane fuel cells”,Power Sources., Vol.172, p.734-741.

Minh N.Q.and Takahashi.T. (1997) “Science and technology of ceramic fuel cells”.Amsterdam:

Singhal S.C., and Kendall K., editors. (2003) “High temperature solid oxide fuel cells: fundamentals, design and applications”, Elsevier.

Jeon H., et al. (2006) “Microstructural Optimization of anode-Supported Solide Oxide Fuel Cells by a Comprehensive Microscale Model”, Electrochem.Soc., Vol.153, PP.A406-A417.

Logan, B.E., Regan J.M., (2006) “Microbial fuel cells: challenges and applications.” Environmental Science & Technology, pp.5172-5180.

Bond, D.R., Lovley, D.R., (2003) “Electricity production by geobacter sulfurreducens attached to electrodes”, Applied and Environmental Microbiology, 69, No.3, pp.1548–۱۵۵۵٫

Chaudhuri, S.K., Lovley, D. R., (2003) “Electricity generation by direct oxidation of glucose in mediatorless microbial fuel cells”, Nature Biotechnology, pp.1-4.

Du, Z., Li, H., Gu, T., (2007) “A state of the art review on microbial fuel cells: a promising technology for wastewater treatment and bioenergy”, Biotechnology Advances, Vol.25, pp.464–۴۸۲٫

Rabaey K., Lissens G., Siciliano S.D., Verstraete W., (2003) “A microbial fuel cell capable of converting glucose to electricity at high rate and efficiency”, Biotechnology Letters, pp.1531-1535.

Liu, H., Logan, B. E, (2004) “Electricity generation using an air-cathode single chamber microbial fuel cell in the presence and absence of a proton exchange membrane”, Environmental Science and Technologyi, Vol.38, No.14, pp.4040-4046.

Oh, S.E., Logan, B.E., (2005) “Hydrogen and electricity production from a food processing wastewater using fermentation and microbial fuel cell technologies”, Water Resources, 39, No.19, pp.4673-4682.

۱-۱-مقدمه

منابع انرژی رو به زوال سوخت‌های فسیلی، جامعه رو به توسعه انسانی را در آینده‌ای نه‌چندان دور دچار کمبود سوخت می‌سازند. با رشد سریع جمعیت و رسیدن آن به مرز ۱۰ میلیارد نفر تا ۵۰ سال دیگر نیاز به منابع پایان‌ناپذیر سوخت افزایش خواهد یافت]۱[. بر اساس تخمینی از رشد جمعیت و رشد اقتصادی همراه با آن و با در نظر گرفتن روند رشد تقاضای انرژی، میزان تقاضای انرژی در سال ۲۰۵۰ میلادی ۲۷ تراوات و در سال ۲۱۰۰ میلادی ۴۳ تراوات خواهد بود]۲[. بنابراین اگرچه نفت، گاز طبیعی و ذغال سنگ در کوتاه مدت می­توانند نیاز انرژی را برآورده نمایند، ولی در دهه­های آتی و با پیشی گرفتن تقاضای نفت از عرضه آن،  نمی­توانند به عنوان یک گزینه مناسب مطرح شوند. در نتیجه با توجه به اینکه منابع سوختهای فسیلی رفته رفته در حال کاهش است حتی در صورت یافتن منابع جدید نفت و یا افزایش بهره­برداری از مخازن موجود، مشکل مهم تغییرات آب و هوایی نه تنها حل نمی­شود، بلکه تشدید نیز خواهد شد. بدون شک رهاسازی کربن ذخیره شده در سوخت­های فسیلی، غلظت دی­اکسید کربن را در جو افزایش می­دهد؛ انباشتگی گازهای گلخانه­ای در سال­های اخیر سبب شده که دمای متوسط جهانی از دماهای پیش از تاریخ نیز فراتر رفته و منجر به ذوب یخ­های طبیعی و افزایش سطح دریاها بشود]۲[. بنابراین حتی جایگزینی نفت و گاز با سوخت­های دیگری مانند ذغال­سنگ، هیدرات متان و قطران ذغال­سنگ نیز منجر به رهاسازی گاز دی­اکسید کربن بیشتر به جو، تشدید نمودن آسیب­های زیست محیطی و شتاب بخشیدن به تغییرات آب و هوایی می­گردد. بنابراین از این دیدگاه ما به روشی برای تولید انرژی نیازمندیم که با نرخ بیش از ۱% در هر قرن گاز دی­اکسید کربن را به جو وارد ننماید. بزرگ­ترین چالش پیش رو این است که علاوه بر برآورده نمودن نیاز رو به رشد انرژی، مسئله نشر گازهای گلخانه­ای نیز به طور همزمان برطرف گردد.

در نتیجه نگرانی­های انتشار پیوسته و در حال افزایش دی­ اکسید کربن به اتمسفر و همچنین وسعت آلودگی ناشی از سوخت‌های فسیلی که زندگی در کره خاکی را دچار مشکل ساخته است، نیاز به منابع انرژی از منابع تجدیدپذیر با حداقل تأثیر منفی زیست محیطی را افزایش می­دهد]۳[. در این ارتباط قوانین سخت گیرانه تر زیست‌محیطی وضع گردیده و اعتبارهای مالی بالایی برای پژوهش در زمینه بهره‌برداری از انرژی‌های نو تصویب گردیده است]۱[.

گزینش جایگزین­های مناسب، ارزان‌قیمت و تمیز برای سوخت‌های فسیلی، به هر ترتیب یک ضرورت آشکار است. انرژی­های تجدیدپذیری مانند انرژی خورشیدی، باد، زمین گرمایی و انرژی حاصل از زیست توده گزینه­های مناسبی به شمار می­آیند. در این بین انرژی خورشیدی یک منبع انرژی مناسب و جذاب می­باشد، زیرا علاوه بر تجدیدپذیری به میزان زیادی نیز در دسترس می­باشد. ولی به علت وجود مشکلات فنی و اقتصادی، در حال حاضر نمی­توان در کوتاه مدت به طور کامل به این انرژی متکی بود. در حدود ۲۰۰ تراوات از ۱۷۰۰۰۰ تراوات انرژی خورشیدی تابیده شده، به انرژی باد تبدیل می­گردد؛ در حالی که از این میزان ۶۷ تراوات از طریق چرخه­های آبی به انرژی آب و ۱۰۰ تراوات نیز از طریق فتوسنتز به شکل زیست توده ذخیره می­گردد]۴[. نمایی از این امر در شکل ۱-۱ نشان داده شده است. بخشی از فناوری­های مرتبط با این انرژی­ها مانند توربین­های بادی، سدهای برقابی، صفحات خورشیدی و فرآیندهای تولید اتانول و متان از زیست توده در سال­های اخیر توسعه یافته­اند ولی با این حال، با رشد جوامع، بایستی نرخ رشد و توسعه این فناوری­ها نیز افزایش یابد.

۱-۲ چرخه انرژی تجدیدپذیر بر پایه زیست توده

همان گونه که پیش از این نیز اشاره شد، انرژی خورشیدی و انرژی­هایی که از آن سرچشمه می­گیرند، یک راهکار مناسب برای رفع چالش­های انرژی و محیط زیست در دراز مدت می­باشند. ولی این امر کاملاً به چگونگی دریافت و استفاده از این انرژی بستگی دارد. خورشید در تمام روز و در تمام نواحی به شکل یکنواخت نمی­تابد. بنابراین صفحات خورشیدی می­توانند نیاز برق را در طول روز مرتفع سازند، ولی بدون وجود روش مناسبی برای ذخیره­سازی این انرژی، نمی­توان از آن به عنوان منبع اصلی تأمین انرژی در تمام مدت شبانه روز استفاده کرد.

انرژی زیست توده شکلی از انرژی خورشیدی گرفته شده می­باشد که در آن انرژی خورشیدی جهت فرآوری و نقل و انتقال راحت­تر به صورت فشرده در زیست توده ذخیره شده است. این ذخیره سازی از طریق فرآیند فتوسنتز و جذب انرژی نور خورشید در پیوند مولکول­های آلی زیست­توده­ها انجام می­گیرد.

شکل ۱-۲ نمایی کلی از چرخه انرژی تجدید پذیر بر پایه زیست توده را نشان می­دهد. در این شکل، میکروارگانیسم­ها زیست توده را به سوخت تبدیل می­نمایند.این چرخه شامل سه بخش اصلی است:

تولید زیست توده توسط نورخورشید و فتوسنتز

تولید سوخت زیستی مناسب

تولید انرژی مفید از سوخت زیستی

در این چرخه، فتوسنتز انرژی خورشیدی را گرفته و طی یک فرآیند کاهشی با حضور دی­اکسید کربن، زیست توده را به شکل گیاه و جلبک ایجاد می­نماید]۵[. در واقع در این مرحله انرژی خورشیدی به شکل انرژی پیوندهای مولکولی در مواد آلی تشکیل دهنده گیاهان و جلبک­ها ذخیره می­گردد.

در بیشتر موارد زیست توده­ای که به عنوان منبع سوخت زیستی به کار می­رود، از پلیمرهایی شامل پروتئین­ها، لیپیدها و پلی ساکاریدها ساخته شده است. این پلیمرهای پیچیده معمولاً برای استفاده مستقیم در تولید انرژی مناسب نیستند ]۵[؛ زیرا شکستن و تجزیه آن­ها به سختی صورت می­گیرد. بنابراین یک سری واکنش­های میکروبیولوژیکی جهت تبدیل زیست توده به سوخت زیستی مناسب مانند متان، هیدروژن و اتانول مورد نیاز است. استات نیز یک سوخت زیستی مفید به شمار می­آید. این سوخت­ها دارای ساختار مولکولی ساده­تر بوده و به سهولت اکسید می­گردند. فرآیند تبدیل زیست توده به سوخت­های زیستی شامل مجموعه­ای از فرآیندهای هیدرولیز، تخمیر، اسیدزدایی و متان زایی می­باشد که در قسمت­های آتی به آن­ها پرداخته  می­شود. میکروارگانیسم­ها می­توانند در هر کدام از این فرآیندها حضور داشته باشند.

تمامی فایل های پیشینه تحقیق و پرسشنامه و مقالات مربوطه به صورت فایل دنلودی می باشند و شما به محض پرداخت آنلاین مبلغ همان لحظه قادر به دریافت فایل خواهید بود. این عملیات کاملاً خودکار بوده و توسط سیستم انجام می پذیرد. جهت پرداخت مبلغ شما به درگاه پرداخت یکی از بانک ها منتقل خواهید شد، برای پرداخت آنلاین از درگاه بانک این بانک ها، حتماً نیاز نیست که شما شماره کارت همان بانک را داشته باشید و بلکه شما میتوانید از طریق همه کارت های عضو شبکه بانکی، مبلغ  را پرداخت نمایید.