پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 21 |
| تعداد شمارهها | 678 |
| تعداد مقالات | 9,886 |
| تعداد مشاهده مقاله | 70,054,527 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 49,326,853 |
تهیه فیلمهای WO3/CNTs-Graphite-PVC متخلخل و ارزان قیمت با قدرت مکانیکی بالا برای کاربرد به عنوان بیوآند در پیل سوختی میکروبی | ||
| شیمى کاربردى روز | ||
| دوره 19، شماره 70، فروردین 1403، صفحه 201-214 اصل مقاله (1.53 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22075/chem.2023.28508.2104 | ||
| نویسندگان | ||
| ملیکا شریعتمداریان؛ مسعود فرجی* | ||
| گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران | ||
| تاریخ دریافت: 01 مهر 1401، تاریخ بازنگری: 25 فروردین 1402، تاریخ پذیرش: 26 تیر 1402 | ||
| چکیده | ||
| پیل سوختی میکروبی (MFC- Microbial fuel cell) ابزاری است که انرژی شیمیایی را از طریق فرآیندهای کاتالیزوری میکروارگانیسم ها به انرژی الکتریسیته تبدیل می کند. در این مطالعه، فیلم انعطافپذیر و متلخلخل WO3/CNTs-Graphite-PVC از طریق افزودن پودر روی (Zn) به ماتریکس فیلم نانولولههای کربنی(Carbon nanotubes) -پودر گرافیت-پلی وینیل کلراید (PVC- Polyvinyl Chloride) و سپس حل کردن انتخابی Zn از ساختار فیلم در محلول اسیدی و در نهایت ترسیب الکتروشیمایی WO3 (Tungsten trioxide) بر روی فیلم متخلخل پیشین CNTs-Graphite-PVC ساخته شد. مطالعات مورفولوژی سطح نشان داد که فیلم انعطاف پذیر دارای سطح زبر و متخلخلی است و نانولوله های کربنی به عنوان کانال های انتقال الکترون در بطن کامپوزیت فیلم وجود دارند. بررسی ها نشان داد که فیلم متخلخل WO3/CNTs-Graphite-PVC به عنوان بیوآند در MFC در مقاومت 1000 اهمی و چگالی جریان mA/m 2 900 دارای ماکزیمم چگالی توان mW/m2324 می باشد. روش ارائه شده در این تحقیق می تواند به عنوان روشی مناسب برای تهیه الکتروکاتالیست های مناسب بر پایه پودر گرافیت تجاری در پیل سوختی میکروبی مورد استفاده قرار گیرد. | ||
| کلیدواژهها | ||
| پیل سوختی میکروبی؛ بیوآند؛ نانولوله کربنی؛ گرافیت؛ اکسید تنگستن؛ فیلم متخلخل | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Preparation of low-cost and porous WO3/CNTs-Graphite-PVC films with high mechanical strength for application as bioanode in microbial fuel cell | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Melika Sharitmadarian؛ Masoud Faraji | ||
| Electrochemistry Research Laboratory, Department of Physical Chemistry, Chemistry Faculty, Urmia University, Urmia, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| A microbial fuel cell (MFC) is a device that converts chemical energy into electrical energy through the catalytic processes of microorganisms. In this study, flexible and porous WO3/CNTs-Graphite-PVC film was fabricated through uniform adding of Zn powder into matrix of carbon nanotubes-graphite- Polyvinyl Chloride) PVC (film followed by selective dissolving of Zn from the film structure in acidic solution and finally electrodeposition of WO3 (Tungsten trioxide) into previously porous CNTs-Graphite-PVC film. Surface morphology studies showed that the flexible film has rough and porous structure and carbon nanotubes are uniformly present as electron conduction channels within the composite film. Studies also showed that porous WO3/MWCNTs-Graphite-PVC film as a bioanode in MFC at resistance of 1000 ohms and current density of 900 mA/m2 has a power density of 324 mW/m2. The method presented in this research can be used as a suitable method for preparing of suitable electrocatalysts based on commercial graphite powder in microbial fuel cells. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Microbial fuel cell, Bioanode, Multi-walled carbon nanotubes, Graphite, WO3, Porous film | ||
| مراجع | ||
|
[1] Caizán-Juanarena, L., Servin-Balderas, I., Chen, X., Buisman, C.J.N., & Heijne, A. (2019). Electrochemical and microbiological characterization of single carbon granules in a multi-anode microbial fuel cell .Journal of Power Sources, 435, 126514.
[2] Yaqoob, A.A., Mohamad Ibrahim, M.N., & Rodríguez-Couto, S. (2020). Development and modification of materials to build cost-effective anodes for microbial fuel cells (MFCs): An overview. Biochemical Engineering Journal, 164, 107779.
[3] Zhang, K., Ma, Z., Song, H., Zhang, M., Xu, H., & Zhao, N. (2020). Macroporous carbon foam with high conductivity as an efficient anode for microbial fuel cells. International Journal of Hydrogen Energy, 45, 12121-12129
[4] Chen, L., Li, Y., Yao, J., Wu, G., Yang, B., Lei, L., Hou, Y., & Li, Z. (2019). Fast expansion of graphite into superior three-dimensional anode for microbial fuel cells. Journal of Power Sources, 412, 86-92.
[5] Gao, X., Zhang, Y., Li, X., & Ye, J. ( 2013). Novel graphite sheet used as an anodic material for high-performance microbial fuel cells. Material Letters 105, 24-27.
[6] Picot, M., Lapinsonnière, L., Rothballer, M., & Barrière, F. (2011). Graphite anode surface modification with controlled reduction of specific aryl diazonium salts for improved microbial fuel cells power output. Biosensors and Bioelectronics 28, 181-188.
[7] González, T. , Ureta-Zañartu, M.S., Marco, J.F., &Vidal, G. (2019). Effect of Zeolite-Fe on graphite anode in electroactive biofilm development for application in microbial fuel cells. Applied Surface Science, 467–468, 851-859.
[8] Cui, H.F., Du, L., Guo, P.B., Zhu, B., & Luong, J.H.T. (2015). Controlled modification of carbon nanotubes and polyaniline on macroporous graphite felt for high-performance microbial fuel cell anode.
Journal of Power Sources, 283, 46-53.
[9] Xu, H., Wang, L., Wen, Q., Chen, Y., Qi, L., Huang, J., & Tang, Z. (2019). A 3D porous NCNT sponge anode modified with chitosan and Polyaniline for high-performance microbial fuel cell. Bioelectrochemistry, 129, 144-153.
[10] Silva, T.C.A., Bhowmick, G.D., Ghangrekar, M.M., Wilhelm, M., & Rezwan K. (2019). SiOC-based polymer derived-ceramic porous anodes for microbial fuel cells. Biochemical Engineering Journal, 148, 29-36.
[11] Li, X., Tang, Y., Song, J., Yang, W., Wan, M., Zhu, C., Zhao, W., Zheng, J., & Lin, Y., (2018). Self-supporting activated carbon/carbon nanotube/reduced graphene oxide flexible electrode for high performance supercapacitor. Carbon, 129, 236-244.
[12] Ramesh, S., & Yi, L.J. (2009). FTIR spectra of plasticized high molecular weight PVCLiCF3SO3 electrolytes. Ionics, 15,413-420.
[13] Da Silva, M.A., Vieira, M.G.A., Maçumoto, A.C.G., Beppu, M.M. (2011). Polyvinylchloride (PVC) and natural rubber films plasticized with a natural polymeric plasticizer obtained through polyesterification of rice fatty acid. Polymer Testing, 30, 478-484.
[14] Bi, L., Ci S., Cai, P., Li, H., Wen, Z. (2018). One-step pyrolysis route to three dimensional nitrogen-doped porous carbon as anode materials for microbial fuel cells. Applied Surface Science, 427, 10-16.
[15] Dessie, Y., Tadesse, S., Adimasu, Y. (2022). Improving the performance of graphite anode in a Microbial Fuel Cell via PANI encapsulated α-MnO2 composite modification for efficient power generation and methyl red removal. Chemical Engineering Journal Advances, 10, 100283.
[16] Sayed, E.T., Abdelkareem, M.A., Alawadhi, H., Elsaid, K., Wilberforce, T., Olabi, A.G. (2021). Graphitic carbon nitride/carbon brush composite as a novel anode for yeast-based microbial fuel cells.
[17] Mukherjee, P., Saravanan, P. (2020). Graphite nanopowder functionalized 3-D acrylamide polymeric anode for enhanced performance of microbial fuel cell Inter. International Journal of Hydrogen Energy, 45, 23411. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 390 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 443 |
||