Characterisation of electrode size regarding upscaling in microbial fuel cells for optimising bio-electricity harvesting

Abstract

Microbial Fuel Cells (MFCs) zijn bio-elektrische systemen waarin elektrogene bacteriën organische stoffen oxideren en hierbij elektriciteit produceren. Hedendaags onderzoek probeert een correlatie te vinden tussen de geometrische configuratie van MFCs en het corresponderende elektrische vermogen. Het doel in dit onderzoek in de X-LAB groep van Universiteit Hasselt was het verkrijgen van ontwerpregels voor opschaling. Een MFC testmatrix met variërende parameters (vb. straal/volume) werd ontworpen. Fits werden gebruikt om een gewenste elektrische karakterisatie van een ontworpen design te bekomen.

Elektrische impedantiespectroscopie werd gebruikt voor de karakterisatie met polarisatiecurves, Nyquist-en Bodeplots om meer inzicht te verkrijgen in de interne weerstanden van MFCs.

Literatuur toont aan dat materialen en configuraties het elektrische vermogen van het systeem beïnvloeden. Het design of experiments bevat een voorstel voor een nieuwe generatie testmatrix om de invloed van de elektrodegrootte op het elektrische vermogen te bepalen. Fits in ZView bevestigen een bestaand elektrisch equivalent schema voor de anodekamer. De efficiëntie van verschillende MFCs kan niet worden vergeleken omdat er geen gouden standaard is om deze efficiëntie te bepalen of te vergelijken met vermogensdichtheid. Om die reden is er verder onderzoek nodig. Experimenten op een H-cell en sediment MFC volgens de beschreven protocols en data-analyse methodes in ZView kunnen meer sluitende antwoorden geven in de toekomst.