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pubblicazioni - Presentazione

The correlation of the anodic and cathodic open circuit potential (OCP) and power generation in microbial fuel cells (MFCs)

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The correlation of the anodic and cathodic open circuit potential (OCP) and power generation in microbial fuel cells (MFCs)

La Generazione di energia elettrica nelle celle a combustibile microbiche (MFC) dipende dalle reazioni biochimiche (donazione di elettroni) effettuate da batteri attaccati sulle superfici anodiche e le reazioni elettrochimiche (elettroni accettazione) su superfici catodo. Questo studio ha analizzato gli effetti delle aree di anodo e catodo sulla generazione di energia e di depurazione in MFC. E ‘stato ipotizzato che aree diverse dell’anodo avendo diverse quantità di batteri coltivati portano a diverse quantità di elettroni disponibili, mentre le aree diverse al catodo potrebbero avere diverse capacità di accettare elettroni e influenzare la produzione di energia in MFC. In questo studio, un panno di carbonio semplice è stato utilizzato come anodo (area geometrica di 10, 20 e 40 cm2) e platino pulito (Pt) rivestito di tessuto di carbone (Pt carico 0,09 mgPt/cm2) come catodo (area geometrica di 1,25, 2,5 , 5 e 10 cm2). Le MFC monocamerali (volume: 0,13 L) sono stati inoculati con refluo. Acetato di sodio è stato aggiunto settimanalmente come substrato in una concentrazione di 3 g / L. Il periodo operativo è stato di 4 settimane. I risultati hanno mostrato che quando le aree catodiche sono state mantenuti uguali, la generazione di potenza di MFC non varia al variare delle aree anodiche (da 10 a 40 cm2). La produzione di energia aumenta con l’aumento delle aree catodo, ma non in modo significativo. Quando le aree di catodo è stato raddoppiato (da 1,25 a 2,5 cm2), la produzione di energia è aumentata da 230 a 236 mW/m2.

Electricity generation in microbial fuel cells (MFCs) is dependent on the biochemical reactions (electron donation) carried out by bacteria attached on anode surfaces and the electrochemical reactions (electron acceptance) on cathode surfaces.  This study focused on the effects of anode and cathode areas on power generation and wastewater treatment in MFCs. It was hypothesized that different anode areas could have different amounts of bacteria grown on and lead to different amounts of electrons available, while different cathode areas could have different capacities of accepting electrons and affect the power generation in MFCs. In this study, clean plain carbon cloth was used as anode (geometric area of 10, 20 and 40 cm2) and clean platinum (Pt)-coated carbon cloth (Pt loading 0.09 mgPt/cm2) as cathode (geometric area of 1.25, 2.5, 5 and 10 cm2). The single chamber MFCs (volume: 0.13 L) were inoculated with raw wastewater. Sodium acetate was added weekly as substrate in a concentration of 3 g/L. The operational period was 4 weeks. The configuration is shown in Figure 1.The results showed that when the cathode areas were kept the same, the power generation of MFCs did not vary with anode areas (10 to 40 cm2) (Figure 2). On the other hand, the power generation increased along with the increase in cathode areas, but not significantly.  When the cathode areas was doubled from 1.25 to 2.5 cm2, the power generation increased from 230-236.

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