پیشینه تحقیق پیل سوختی میکروبی و میکروارگانیسم ها و طراحی و عملکرد و کاربردهای آن دارای ۵۳ 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

مقدمه    ۵
۲-۱-مسئله انرژی    ۱۰
۲-۲-رویکردی نوین    ۱۳
۲-۳-پیل سوختی میکروبی    ۱۵
۲-۳-۱- تعریف    ۱۵
۲-۳-۲- تولید الکتریسیته زیستی با استفاده از پیل سوختی میکروبی    ۱۷
۲-۳-۳- چگونگی آزاد سازی الکترون ها از مواد آلی توسط میکروب ها    ۱۹
۲-۳-۴- مکانیسم انتقال الکترون به الکترود ها    ۲۲
۲-۳-۴-۱- انتقال غیرمستقیم الکترون با کاهش (احیای) محصولات    ۲۲
۲-۳-۴-۲- انتقال الکترون با واسطه های مصنوعی    ۲۲
۲-۳-۴-۳- انتقال الکترون از طریق واسطه خود میکروارگانیسم    ۲۳
۲-۳-۴-۴-  انتقال مستقیم الکترون    ۲۴
۲-۳-۵- میکروارگانیسم های یک پیل سوختی میکروبی    ۲۵
۲-۳-۶- طراحی پیل های سوختی میکروبی    ۲۹
۲-۳-۶-۱- اجزای MFC    ۲۹
۲-۳-۶-۲- سیستم های MFC دو جزئی    ۳۰
۲-۳-۶-۳- سیستم های MFC تک جزئی    ۳۴
۲-۳-۶-۴- سیستم های MFC با حالت مداوم یا Up flow:    ۳۵
۲-۳-۶-۵- پیل های سوختی میکروبی ردیفی    ۳۶
۲-۳-۷- عملکرد پیل های سوختی میکروبی    ۳۸
۲-۳-۷-۱- عملکرد ایده آل    ۳۸
۲-۳-۷-۲- عملکرد واقعی    ۴۰
۲-۳-۷-۳- تأثیر شرایط عامل    ۴۲
۲-۳-۸- کاربردهای پیل سوختی میکروبی    ۴۲
۲-۳-۸-۱- تولید بیوالکتریسیته    ۴۲
۲-۳-۸-۲- تولید بیوهیدروژن    ۴۳
۲-۳-۸-۳- بیوسنسور    ۴۴
۲-۳-۸-۴- تصفیه فاضلاب    ۴۴
فهرست منابع    ۴۶

 منابع

مؤسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران. کیفیت آب – اندازه گیری pH. استاندارد ملی ایران، شماره ۱۴۱۳۱٫ چاپ اول. ۱۳۹۰٫

مؤسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران. کیفیت آب – اندازه گیری اکسیژن مورد نیاز شیمیایی. استاندارد ملی ایران، شماره ۱۰۶۱۲٫ چاپ اول. ۱۳۸۶٫

مؤسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران. آب آشامیدنی – ویژگی های فیزیکی و شیمیایی. استاندارد ملی ایران، شماره ۱۰۵۳٫ تجدید نظر پنجم. ۱۳۸۸٫

Lovely DR. Microbial fuel cells: novel microbial physiologies and engineering approaches. Curr Opin Biotech. 2006; 17:327-32.

Lovely DR. Bug juice: harvesting electricity with microorganisms. Nat Rev/Microbiol. 2006; 4: 497-508.

Lovley DR, Phillips EJP. Requirement for microbial consortium to completely oxidize glucose in Fe(III)-reducing sediments. Appl. Environ. Microbiol. 1989; 55: 3234-3236.

Lies DP et al. Shewnaella oneidensis MR-1 uses overlapping pathways for iron reduction at a distance and by direct contact under conditions relevant for biofilms. Appl. Environ. Microbiol. 2005; 71: 4414-4426.

Sisler F. D. Electrical energy from microbial processes. J Wash Acad. Sci. 1962; 52: 182-187.

Shukla AK, Suresh P, Berchmans S, Rahjendran A. Biological fuel cells and their applications. Curr. Science 2004; 87:455-468.

Schroder U, Niessen J, Scholz F. A generation of microbial fuel cells with current outputs boosted by more than one order of magnitude. Angew. Chem. Int.Ed. Engl. 2003; 42: 2880-2883.

Suzuki S, Karube I, Matsunaga T. Application of a biochemical fuel cell to wastewaters. Biotech Bioeng Sympo 1978;8:501-511.

Suzuki S. Fuel cells with hydrogen-forming bacteria. Hospital hygiene: Gesundheitswesen und desinfektion 1976:159.

Logan BE, Murano C, Scott K, Gray ND, Head IM. Electricity generation from cysteine in a microbial fuel cell. Water Res 2005;39:942-52.

Lovley DR, Holmes DE, Nevin KP. Dissimilatory Fe(III) and Mn(IV) reduction. Adv Microb Physiol 2004;49:219-86.

مقدمه

افزایش آلودگی محیط زیست ناشی از رشد صنعتی، سبب شده است تا مسائل زیست محیطی بیش از پیش مورد توجه قرار گیرد. بالا رفتن میزان انتشار گازهای گلخانه ای، تغییر دمای کره زمین، تغییرات اقلیمی آب و هوا، افزایش آلودگی آب های سطحی و زیر زمینی و آلودگی های خاک، باعث گردیده است که استفاده از انرژی های پاک، تغییر فرآیند های صنعتی و روش های رفع آلودگی از اهمیت بیشتری برخوردار گردند. بدین ترتیب از گسترش انتشار آلودگی در محیط جلوگیری خواهد شد.

با توجه به تحقیقات بسیار زیادی که در سال های اخیر انجام شده، داده های متنوعی برای تولید انرژی پیشنهاد شده است ولی به نظر می رسد که هیچ کدام از روش ها و منابع انرژی جدید به تنهایی قادر به جایگزینی برای سوخت های فسیلی نمی باشند. به عبارت دیگر جایگزین های انرژی هر کدام بر اساس قابلیت هایی که دارند در کاربرد های متفاوت قابل استفاده می باشند.

در یک دید کلی می توان منابع انرژی را به سه دسته تقسیم بندی نمود:

۱) سوخت های فسیلی؛ ۲) سوخت های هسته ای؛ و ۳) منابع تجدید پذیر.

انرژی هسته ای به تنهایی پاسخگوی جایگزینی برای سوخت های فسیلی نیست. تخمین زده شده است که ذخایر اورانیوم تا کم تر از یک دهه دیگر تمام خواهد شد. علاوه بر آن استفاده از انرژی هسته ای مشکلاتی از جمله آسیب به محیط زیست و انسان به دلیل استخراج و نبود راه حل مطمئن و طولانی مدت برای ذخیره ی ضایعات هسته ای را به دنبال خواهد داشت.

منابع تجدید پذیر منابعی هستند که می توانند انرژی را بار ها و بار ها تولید کرده بدون اینکه تمام شوند. نمونه های این منابع انرژی، خورشید، باد، زیست توده، گرمای زمین و.. می باشند. این منابع زمانی که مورد استفاده قرار می گیرند، معمولاً هیچ گونه آلاینده ای در محیط زیست تولید نکرده و می توانند در سال های آینده جایگزین مناسبی برای سوخت های فسیلی باشند.

از آن جایی که بحث مورد نظر ما مربوط به انرژی زیستی می باشد در ادامه به زیست توده و روش های تولید انرژی زیست توده می پردازیم.

روش های تولید انرژی موجود در زیست توده بسته به نوع و شرایط فیزیکی و شیمیایی توده زیستی متفاوت است. مواد خشک مانند ذغال و چوب را می توان سوزاند، اما با سوزاندن این منابع، جایگزینی آن ها سال ها به طول خواهد انجامید. همچنین سوزاندن این منابع جامد، آلودگی های محیط زیستی ایجاد می کند که در تناقض با اهداف استفاده از انرژی های جایگزین می باشد.

برخی دیگر از انواع این منابع مانند میکرو جلبک ها و سیانوباکتری ها، منابع غنی چربی و پروتئین هستند که برای تولید روغن زیستی[۱] و یا مصارف غذایی مناسب هستند. این گروه از توده های زیستی بر خلاف گروه اول سرعت رشد بالایی دارند و به سرعت قابل جایگزینی می باشند. افزون بر موارد ذکر شده دسته ای دیگر از زیست توده ها مانند ضایعات حیوانی، فاضلاب های شهری و پساب صنعتی نیز وجود دارند که میزان آب بالایی داشته و قابل سوزاندن نیستند. این گروه از زیست توده ها باید طی فرآیند های بیولوژیکی قرار گرفته و سوخت مناسب را از آنها استخراج کرده و آن را به انرژی مفید تبدیل نمود.

۲-۱-مسئله انرژی

کاربرد روزافزون انرژی و تأمین آن برای ادامه حیات یکی از مظاهر مهم زندگی جدید است. پایان پذیری انرژی حاصل از سوخت های فسیلی به ویژه نفت خام، جهان امروز را نیازمند استفاده از منابع دیگر برای جایگزینی آن می نماید. اگر در گذشته بحران غذا و یا بحران آب آشامیدنی حیات بشر را به خطر می انداخت، امروزه کارشناسان بر این اعتقادند که بحران آینده که حیات بشریت را تهدید می کند، بحران انرژی است. حیات بشر امروزی به طور مستقیم و غیرمستقیم به منابع مختلف انرژی مانند نفت و گاز و زغال سنگ و … وابسته بوده و تصور زندگی بدون دسترسی به این منابع، دشوار و حتی غیرممکن خواهد بود. از طرفی، گذشت سریع زمان، این زنگ خطر را بلندتر و واضح تر به گوش می رساند که منابع انرژی تجدید ناپذیر در حال پایان است، بنابراین ضرورت کشف و استفاده از منابع انرژی جدید بیش از پیش اهمیت می یابد.

بهره گیری از انرژی از ابتدای تاریخ تمدن انسان مورد نظر بوده است. اصل بقاء انرژی نیز مانند اصل بقاء جرم از پایه های گسترش علوم طبیعی است. هنگامی که ارشمیدس اهرم را بیان کرد که “حاصل ضرب نیروی کار در بازوی کار با حاصل ضرب نیروی مقاوم در بازوی مقاوم برابر است”، شاید بدون اینکه خود متوجه باشد در حقیقت اصل بقاء انرژی را بیان می کرد. این اصل که بعدها به عنوان قانون اول ترمودینامیک نامگذاری شد، اصلی است که حاکم بر”کمیت” انرژی در هر دستگاه تعریف شده می باشد. ترمودینامیک سپس با قانون دوم که در حقیقت قانون “بیان کیفیت” انرژی است گسترش یافت. قانون دوم بیان می کند که انواع متفاوت انرژی هر کدام نسبت به دیگری در مرتبه کیفی بالاتر و یا پایین تر قرار دارند به طوری که از مرتبه کیفی بالاتر خود به خود به نوع پست تر تنزل کرده، لیکن برای ارتقاء به مرتبه کیفی بالاتر، اعمال کار از بیرون سیستم لازم است. بدین خاطر دانشمندان از دیرباز در پی آن بوده اند که ابزار و ماشین هایی را اختراع کنند که انرژی پست تر را به انرژی بالاتر تبدیل کند تا از آن بهره گیری بیشتری بنمایند و در این رهگذر است که انگیزه ای قوی برای رشد صنعتی جوامع انسانی بوجود آمد.

علیرغم اینکه مجموع انرژی های درون یک سیستم ثابت می ماند لیکن بخشی از آن یا تمام آن انرژی از یک شکل ممکن است به شکل دیگری تبدیل شود که این به دلیل همان تفاوت در کیفیت انرژی است. این تبدیل در طبیعت هرگز به صورت کامل و صد در صد انجام نمی گیرد. لذا ابزار و ماشین هایی که در اثر یا در جهت تبدیل انرژی ها بکار گرفته می شوند همواره بازده یا راندمان کمتر از صد در صد دارند. بدین معنی که همواره بخشی از انرژی قابل دسترس در تبدیل به انرژی نوع دیگر از دسترس خارج شده و نهایتاً به صورت انرژی پست تر (حرارت) تبدیل می شود.

از مطلب فوق نتیجه می شود که با گسترش روز افزون صنعت همواره مقدار زیادی انرژی حرارتی در هر لحظه به انرژی موجود در سطح زمین بصورت انرژی حرارتی اضافه می شود. علاوه بر این “گازهای گلخانه ای” که مجموعه ای از گاز های آلوده کننده هوای موجود در سطح زمین هستند نیز مانند گلخانه ای که حرارت تابش خورشید را در فصل سرما در اطراف گل و گیاه نگه می دارد، سبب می شوند که گرمایش اضافی به جو اطراف کره زمین بیفزایند. در رأس این گازها دی اکسید کربن است که خروجی اکثر ماشین هاست. لذا می بینیم که گسترش بی رویه صنعت چگونه در افزایش دمای سطح کره زمین مؤثراست و اگر این روند بدون توجه ادامه یابد در دراز مدت تهدید جدی برای محیط زیست جهانی خواهد بود. متأسفانه آثار سوء این روند از یکی دو دهه پیش مشاهده شده است. ذوب شدن تدریجی یخ های قطبی و افزایش دما در نقاط مختلف جهان از جمله این آثار است.

[۱] Bio-oil

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.