Czasopisma
Czasopisma
Czasopisma
ATEST - OCHRONA PRACY
ATEST - OCHRONA PRACY
AURA
AURA
AUTO MOTO SERWIS
AUTO MOTO SERWIS
CHEMIK
CHEMIK
CHŁODNICTWO
CHŁODNICTWO
CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA
CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA
DOZÓR TECHNICZNY
DOZÓR TECHNICZNY
ELEKTROINSTALATOR
ELEKTROINSTALATOR
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA
Czasopisma
Czasopisma
Czasopisma
GAZETA CUKROWNICZA
GAZETA CUKROWNICZA
GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA
GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA
GOSPODARKA MIĘSNA
GOSPODARKA MIĘSNA
GOSPODARKA WODNA
GOSPODARKA WODNA
HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE
HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA
MASZYNY, TECHNOLOGIE, MATERIAŁY - TECHNIKA ZAGRANICZNA
MASZYNY, TECHNOLOGIE, MATERIAŁY - TECHNIKA ZAGRANICZNA
MATERIAŁY BUDOWLANE
MATERIAŁY BUDOWLANE
OCHRONA PRZECIWPOŻAROWA
OCHRONA PRZECIWPOŻAROWA
OCHRONA PRZED KOROZJĄ
OCHRONA PRZED KOROZJĄ
Czasopisma
Czasopisma
Czasopisma
ODZIEŻ
ODZIEŻ
OPAKOWANIE
OPAKOWANIE
PACKAGING REVIEW
PACKAGING REVIEW
POLISH TECHNICAL REVIEW
POLISH TECHNICAL REVIEW
PROBLEMY JAKOŚCI
PROBLEMY JAKOŚCI
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY
PRZEGLĄD GASTRONOMICZNY
PRZEGLĄD GASTRONOMICZNY
PRZEGLĄD GEODEZYJNY
PRZEGLĄD GEODEZYJNY
PRZEGLĄD MECHANICZNY
PRZEGLĄD MECHANICZNY
PRZEGLĄD PAPIERNICZY
PRZEGLĄD PAPIERNICZY
Czasopisma
Czasopisma
Czasopisma
PRZEGLĄD PIEKARSKI I CUKIERNICZY
PRZEGLĄD PIEKARSKI I CUKIERNICZY
PRZEGLĄD TECHNICZNY. GAZETA INŻYNIERSKA
PRZEGLĄD TECHNICZNY. GAZETA INŻYNIERSKA
PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - WIADOMOŚCI TELEKOMUNIKACYJNE
PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - WIADOMOŚCI TELEKOMUNIKACYJNE
PRZEGLĄD WŁÓKIENNICZY - WŁÓKNO, ODZIEŻ, SKÓRA
PRZEGLĄD WŁÓKIENNICZY - WŁÓKNO, ODZIEŻ, SKÓRA
PRZEGLĄD ZBOŻOWO-MŁYNARSKI
PRZEGLĄD ZBOŻOWO-MŁYNARSKI
PRZEMYSŁ CHEMICZNY
PRZEMYSŁ CHEMICZNY
PRZEMYSŁ FERMENTACYJNY I OWOCOWO-WARZYWNY
PRZEMYSŁ FERMENTACYJNY I OWOCOWO-WARZYWNY
PRZEMYSŁ SPOŻYWCZY
PRZEMYSŁ SPOŻYWCZY
RUDY I METALE NIEŻELAZNE
RUDY I METALE NIEŻELAZNE
SZKŁO I CERAMIKA
SZKŁO I CERAMIKA
TECHNOLOGIA I AUTOMATYZACJA MONTAŻU
TECHNOLOGIA I AUTOMATYZACJA MONTAŻU
WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE
WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE
WOKÓŁ PŁYTEK CERAMICZNYCH
WOKÓŁ PŁYTEK CERAMICZNYCH
Menu
Menu
Menu
Prenumerata
Prenumerata
Publikacje
Publikacje
Drukarnia
Drukarnia
Kolportaż
Kolportaż
Reklama
Reklama
O nas
O nas
ui-button
Twój Koszyk
Twój koszyk jest pusty.
Niezalogowany
Niezalogowany
Zaloguj się
Zarejestruj się
Reset hasła
Czasopismo
|
RUDY I METALE NIEŻELAZNE
|
Rocznik 2017 - zeszyt 8
Micro bial fuel cell with Ni-Co cathode
Mikrobiologiczne ogniwa paliwowe z katod ą Ni-Co
10.15199/67.2017.8.3
BARBARA WŁODARCZYK
PAWEŁ P. WŁODARCZYK
nr katalogowy: 108939
10.15199/67.2017.8.3
Streszczenie
With the increasing standard of living, the energy consumption increases as well. So, waste production, like wastewater, increases as well too. But, there is a possibility to combine energy production and wastewater treatment. Technical device that can accomplish this task is a microbial fuel cell. In microbial fuel cells activated sludge bacteria can be used for electricity production during wastewater treatment. One of the problems of this solution is a low current density obtained in microbial fuel cells. Nonetheless, it is possible to increase the current density by using the catalyst for electrodes. The possibility of wastewater treatment using the Ni-Co alloy as cathode catalyst for microbial fuel cells is presented in this paper. The measurements included a preparation of catalyst and comparison of changes in the concentration of COD, NH4 + and NO3 - in the reactor with aeration and with using a microbial fuel cell (with Ni-Co cathode). The reduction time for COD with the use of microbial fuel cell with the Ni-Co catalyst is similar to the reduction time with aeration. The current density (0.26 mA/cm2) and amount of energy (0.94 Wh) obtained in reactor (15 l) are low. But, the obtained amount of energy allows elimination of the energy needed for reactor aeration. It has been shown that the Ni-Co can be used as cathode catalyst in microbial fuel cells.
Abstract
Wraz ze wzrostem poziomu życia wzrasta zarówno zużycie energii, jak i ilość ścieków. Istnieje jednak możliwość produkcji energii z jednoczesnym oczyszczaniem ścieków. Urządzeniem, które może zrealizować to zadanie jest mikrobiologiczne ogniwo paliwowe. W ogniwach tego typu bakterie osadu czynnego wykorzystane są do produkcji energii podczas oczyszczania ścieków. Jednym z ograniczeń tego rozwiązania jest niska gęstość uzyskiwanego prądu. Możliwe jest jednak podwyższenie tego parametru przy wykorzystaniu odpowiedniego katalizatora elektrod. W artykule przedstawiono możliwość wykorzystania stopu Ni-Co jako katalizatora katody. Badania obejmowały przygotowanie elektrody oraz porównanie zmian stężenia ChZT, NH4 + oraz NO3 - w reaktorze z napowietrzaniem i przy wykorzystaniu mikrobiologicznego ogniwa paliwowego (z katodą Ni-Co). Czas redukcji ChZT przy wykorzystaniu mikrobiologicznego ogniwa paliwowego jest porównywalny z czasem uzyskanym podczas napowietrzania. Gęstość prądu (0,26 mA/cm2) i ilość energii (0,94 Wh) uzyskanej w reaktorze (15 l) jest niska, jednak rozwiązanie to pozwala na eliminację konieczności napowietrzania reaktora. Wykazano więc możliwość wykorzystania stopu Ni-Co jako katalizatora katody w mikrobiologicznym ogniwie paliwowym.
Słowa kluczowe
microbial fuel cell
Ni-Co alloy
cathode
wastewater treatment
renewable energy sources
environmental engineering
clean technology
Keywords
mikrobiologiczne ogniwa paliwowe
katoda
stop Ni-Co
oczyszczanie ścieków
odnawialne źródła energii
ochrona środowiska
inżynieria środowiska
czyste technologie
Bibliografia
[1] Bond Daniel R., Derek R. Lovley. 2003. “Electricity production by Geobacter sulfurreducens attached to electrodes". Applied and Environmental Microbiology 69: 1548-1555. [2] Chaudhuri Swades K., Derek R. Lovley. 2003. “Electricity generation by direct oxidation of glucose in mediatorless microbial fuel cells". Nature Biotechnology 21: 1229-1232. [3] Cheng Shaoan, Hong Liu, Bruce B. Logan. 2006. “Power Densities Using Different Cathode Catalysts (Pt and CoTMPP) and Polymer Binders (Nafion and PTFE) in Single Chamber Microbial Fuel Cells". Environmental Science & Technology 40 (1): 364-369. [4] Dumas Claire Dumas, Alfonso Mollica, Damien Féron, Régine Basséguy, Luc Etcheverry, Alain Bergel. 2006. “Marine microbial fuel cell: Use of stainless steel electrodes as anode and cathode materials". Electrochimica Acta 53 (2): 468-473. [5] Huggins Tyler, Paul H. Fallgren, Song Jin, Zhiyong Jason Ren, 2013. “Energy and performance comparison of microbial fuel cell and conventional aeration treating of wastewater". Journal of Microbial & Biochemical Technology S6: 002. [6] Kim Hyung Joo, Hyung Soo Park, Moon Sik Hyun, In Seop Chang, Mia Kim, Byung Hong Kim. 2002. “A mediator-less microbial fuel cell using a metal reducing bacterium, Shewanella putrefacians". Enzyme and Microbial Technology 30: 145-152. [7] Liu Hong, Ramanathan Ramnarayanan, Bruce E. Logan. 2004. “Production of electricity during wastewater treatment using a single chamber microbial fuel cell". Environmental Science & Technology 38: 2281-2285 [8] Logan Bruce E. 2008. Microbial fuel cell. Hoboken: Wiley & Sons. [9] Logan Bruce E., Stefano Freguia, Peter Aelterman, Willy Verstraete, Korneel Rabaey. 2006. “Microbial Fuel Cells: Methodology and Technology". Environmental Science & Technology 40 (17): 5181-5192. [10] Łomotowski Janusz, Adam Szpindor. 2002. Nowoczesne systemy oczyszczania ścieków. Warszawa: Arkady. [11] Martin Edith, Boris Tartakovsky, Oumarou Savadogo. 2011. “Cathode materials evaluation in microbial fuel cells: A comparison of carbon, Mn2O3, Fe2O3 and platinum materials". Electrochimica Acta 58: 58-66. [12] McCarty Perry L, Jaeho Bae, Jeonghwan Kim. 2011. “Domestic wastewater treatment as a net energy producer - can this be achieved? ". Environmental Science & Technology 45: 7100-7106. [13] McMurry John E., Carl A. Hoeger, Virginia E. Peterson, David S. Ballantine. 2013. Fundamentals of General, Organic, and Biological Chemistry. London: Pearson. [14] Park Hyung Soo, Byung Hong Kim, Hyo Suk Kim, Hyung Joo Kim, Gwang Tae Kim, Mia Kim, In Seop Chang, Yong Keun Park, Hyo Ihl Chang. 2001. “A novel electrochemically active and Fe(III)-reducing bacterium phylogenetically related to Clostridium butyricum isolated from a microbial fuel cell". Anaerobe 7: 297-306. [15] Pham Cuong Anh, Sung Je Jung, Nguyet Phung, Jiyoung Lee, In Seop Chang, Byung Hong Kim, Hana Yi, Jongsik Chun. 2003. “A novel electrochemically active and Fe(III)-reducing bacterium phylogenetically related to Aeromonas hydrophila, isolated from a microbial fuel cell". FEMS Microbiology Letters 223: 129-134. [16] Rabaey Kornel, Willy Verstraete. 2005. “Microbial fuel cells: novel biotechnology for energy generation". Trends in Biotechnology 23: 291-298. [17] Ren Zhiyong, Hengjing Yan, Wei Wang, Matthew M. Mench, John M. Regan. 2011. “Characterization of microbial fuel cells at microbially and electrochemically meaningful time scales". Environmental Science & Technology 45 (6): 2435-2441. [18] US EPA. 2008. Report. Clean watersheds needs survey overview. [19] Wang Xin, Yuije Feng, H Lee. 2008. “Electricity production from beer brewery wastewater using single chamber microbial fuel cell". Water Science & Technology 57: 1117-1121. [20] Włodarczyk Barbara, Paweł P. Włodarczyk. 2015. “Comparison of electrooxidation efficiency in microbial fuel cell with a steel catalyst and aeration in wastewater treatment (in Polish) ". Engineering and Protection of Environment 18 (2): 189-198. [21] Włodarczyk Barbara, Paweł P. Włodarczyk. 2015. Electricity production in microbial fuel cell with Cu-B alloy as catalyst of anode. W Civil engineering, QUAESTI 2015, 305-308. EDIS - Publishing Institution of the University of Zilina. [22] Włodarczyk Paweł P., Barbara Włodarczyk. 2014. Possibility of using Ni-Co alloy as catalyst for microbial fuel cell. W Conference proceedings, 21st International Congress of Chemical and Process Engineering CHISA, P1.132. Czech Society of Chemical Engineering. [23] Włodarczyk Paweł P., Barbara Włodarczyk. 2015. “Analysis of the possibility of using stainless steel and copper boride alloy as catalyst for microbial fuel cell fuel electrode". Archives of Waste Management and Environmental Protection 17 (1): 111-118. [24] Włodarczyk Paweł P., Barbara Włodarczyk. 2015. “Ni-Co alloy as catalyst for fuel electrode of hydrazine fuel cell". China-USA Business Review 14 (5): 269-279. [25] Włodarczyk Paweł P., Barbara Włodarczyk. 2015. “Possibility of using Ni-Co alloy as catalyst for oxygen electrode of fuel cell". Chinese Business Review 14 (3): 159-167. [26] Zhao Feng, Falk Harnisch, Uwe Schröder, Fritz Scholz, Peter Bogdanoff, Iris Herrmann. 2005. “Application of pyrolysed iron(II) phthalocyanine and CoTMPP based oxygen reduction catalysts as cathode materials in microbial fuel cells". Electrochemistry Communications 7 (12): 1405-1410.
Treść płatna
Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp -
zaloguj się
.
Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!
Publikacja
e-Publikacja (format pdf) - nr 108939 "Micro bial fuel cell with..."
licencja: Osobista
Produkt cyfrowy
10.00 zł
Do koszyka
Zeszyt
RUDY I METALE NIEŻELAZNE - e-zeszyt (pdf) 2017-8
licencja: Osobista
Produkt cyfrowy
32.00 zł
Do koszyka
Zeszyt
2017-8
Czasopisma
ATEST - OCHRONA PRACY
AURA
AUTO MOTO SERWIS
CHEMIK
CHŁODNICTWO
CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA
DOZÓR TECHNICZNY
ELEKTROINSTALATOR
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA
GAZETA CUKROWNICZA
GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA
GOSPODARKA MIĘSNA
GOSPODARKA WODNA
HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA
MASZYNY, TECHNOLOGIE, MATERIAŁY - TECHNIKA ZAGRANICZNA
MATERIAŁY BUDOWLANE
OCHRONA PRZECIWPOŻAROWA
OCHRONA PRZED KOROZJĄ
ODZIEŻ
OPAKOWANIE
PACKAGING REVIEW
POLISH TECHNICAL REVIEW
PROBLEMY JAKOŚCI
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY
PRZEGLĄD GASTRONOMICZNY
PRZEGLĄD GEODEZYJNY
PRZEGLĄD MECHANICZNY
PRZEGLĄD PAPIERNICZY
PRZEGLĄD PIEKARSKI I CUKIERNICZY
PRZEGLĄD TECHNICZNY. GAZETA INŻYNIERSKA
PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - WIADOMOŚCI TELEKOMUNIKACYJNE
PRZEGLĄD WŁÓKIENNICZY - WŁÓKNO, ODZIEŻ, SKÓRA
PRZEGLĄD ZBOŻOWO-MŁYNARSKI
PRZEMYSŁ CHEMICZNY
PRZEMYSŁ FERMENTACYJNY I OWOCOWO-WARZYWNY
PRZEMYSŁ SPOŻYWCZY
RUDY I METALE NIEŻELAZNE
SZKŁO I CERAMIKA
TECHNOLOGIA I AUTOMATYZACJA MONTAŻU
WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE
WOKÓŁ PŁYTEK CERAMICZNYCH