به گزارش خبرگزاری موج با توجه به کاهش روزافزون منابع سوخت‌های فسیلی و آلودگی ناشی از سوختن این منابع برگشت‌ناپذیر، تحقیقات در زمینه‌ انرژی‌های نو و تجدیدپذیر، در اولویت پژوهش‌های بسیاری از دانشمندان قرار گرفته است.

پیل‌های سوختی میکروبی به عنوان یک منبع انرژی تجدیدپذیر نه تنها باعث آلودگی محیط زیست نمی‌شود؛ بلکه به طور مستقیم در جهت کاهش آلودگی نیز عمل می‌کند. به همین دلیل به گزینه مناسبی برای اهداف تحقیقاتی و ارتقای آنها به یک محصول صنعتی تبدیل شده‌اند. این موضوع دستمایه تحقیقات محققان دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل قرار گرفته است.

دکتر مصطفی رحیم‌نژاد، عضو هیأت علمی دانشگاه علوم کشاورزی گرگان با اشاره به اجرای تحقیقاتی در زمینه ساخت پیل‌های سوختی ارزان قیمت، خاطر نشان کرد: در این طرح تلاش کردیم با بهبود یکی از اجزای مهم پیل سوختی میکروبی یعنی الکترود آن، در جهت بومی‌سازی فناوری ساخت این نوع پیل به عنوان یک منبع تأمین انرژی دوستدار محیط زیست گام برداریم.

به گفته وی، الکترود ساخته شده نانوبیوکامپوزیتی متشکل از سلولز باکتریایی و پلیمرهای رسانا و جایگزین مناسب برای الکترودهای گران قیمت رایج در پیل سوختی میکروبی خواهند بود.

رحیم نژاد تاکید کرد: نتایج به دست آمده حاکی از این است که الکترود ساخته‌شده می‌تواند بهبود چشمگیری در عملکرد پیل جهت تولید توان و جریان الکتریسیته ایجاد کند.

این محقق با اشاره به کاربردهای نتایج به دست آمده، یادآور شد: این نتایج برای صنایع الکترونیک و وسایل الکترونیکی کم مصرف نظیر حسگرها و صنایع باتری‌سازی نوین قابل استفاده خواهد بود. همچنین در بخش تصفیه‌ پساب کارخانجات و فاضلاب‌های شهری جهت کاهش بار آلی آنها و همچنین حذف فلزات سنگین و مواد خطرناک دیگر نیز کاربرد دارد.

عضو هیات علمی دانشگاه نوشیروانی بابل در خصوص تفاوت شاخص این طرح با پژوهش‌های مشابه، اظهار کرد: اگرچه تحقیقات گسترده‌ای در سراسر دنیا در زمینه‌ پیل‌های سوختی میکروبی به ویژه قسمت الکترود آن صورت گرفته است، اما می‌توان وجه تمایز این تحقیقات را با دیگر مطالعات در استفاده از سلولز باکتریایی به عنوان بستری برای ساخت یک نانوبیوکامپوزیت پلیمری رسانا و کاربرد آن به عنوان الکترود دانست.

وی یکی از اجزای مهم در پیل‌های سوختی میکروبی را الکترودهای آند و کاتد دانست و ادامه داد: الکترودهای رایج مورد استفاده در پیل سوختی میکروبی عموماً از جنس گرافیت، کربن پارچه‌ای و یا کربن کاغذی است که افزون بر قیمت تمام شده بالا و آلودگی‌های زیست محیطی نهان در فرآیند ساخت این جنس الکترودها، فناوری ساخت آنها نیز تقریباً انحصاری است. این درحالی است که الکترود به کار رفته در این طرح ارزان بوده و بار آلودگی زیست محیطی کمتری تولید می‌کند.

وی قابلیت بومی‌سازی را از دیگر مزایای این طرح نام برد و گفت: سلولز باکتریایی، الیاف درهم تنیده نانومتری است که به وسیله‌ میکروارگانیسم‌های خاصی تولید می‌شوند. پوشش‌دهی این الیاف با پلیمر رسانای پلی آنیلین و تبدیل شدن آنها به نانوالیاف رسانا، منجر به تولید یک الکترود مناسب با سطح فعال بالا برای پیل سوختی میکروبی شده است.

رحیم‌نژاد با بیان اینکه نانوالیاف رسانای ساخته‌شده قدرت کاتالیزوری بالایی در واکنش‌های اصلی در پیل از خود نشان داده‌ند، یادآور شد: آزمون‌های FE-SEM، FT-IR و XRD موفقیت آمیز بودن این الکترود را تأیید کرده است، ضمن آنکه از آزمون‌های ولتامتری چرخه‌ای(CV)، امپدانس الکتروشیمیایی(EIS)، آزمون توان و پلاریزاسیون به منظور تعیین بهبود عملکرد الکترود و پیل سوختی میکروبی بهره گرفته شده است.

این محقق با اشاره به نحوه‌ عملکرد پیل‌های سوختی در کاهش آلودگی‌ها، افزود: در پیل‌های سوختی میکروبی، میکروارگانیسم‌ها نقش بیوکاتالیزورها را برعهده دارند و در این سیستم منبع تغذیه میکروارگانیسم‌ها مواد زائد و دور ریختنی و آلوده‌کننده‌ محیط زیست نظیر پساب کارخانجات است، از این رو میکروارگانیسم‌ها همزمان با تولید انرژی الکتریسیته، مواد آلاینده را نیز تصفیه می‌کنند.

نتایج این تحقیقات که حاصل همکاری دکتر مصطفی رحیم‌نژاد و دکتر مهدی مشکور از اعضای هیأت علمی دانشگاه علوم کشاورزی گرگان و مهرداد مشکور دانشجوی دکترای مهندسی شیمی دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل است، در مجله‌ Journal of Power Sources با ضریب تأثیر 6.395 منتشر شد.