Μελέτη διαφορετικών υλικών κατασκευής μικροβιακής κυψελίδας καυσίμου

Βλαχάκη, Ειρήνη; Vlachaki, Eirini

dc.contributor.author	Βλαχάκη, Ειρήνη	el
dc.contributor.author	Vlachaki, Eirini	en
dc.date.accessioned	2020-12-09T06:41:21Z
dc.date.available	2020-12-09T06:41:21Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/52395
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.20093
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Μικροβιακή κυψελίδα καυσίμου	el
dc.subject	Υλικά	el
dc.subject	Βιοηλεκτροχημικό σύστημα	el
dc.subject	Αξιοποίηση αποβλήτων	el
dc.subject	Παραγωγή ενέργειας	el
dc.subject	Microbial fuel cell	en
dc.subject	Materials	en
dc.subject	Bio-electrochemical system	en
dc.subject	Waste utilization	en
dc.subject	Energy production	en
dc.title	Μελέτη διαφορετικών υλικών κατασκευής μικροβιακής κυψελίδας καυσίμου	el
dc.title	Study of different materials for the construction of a microbial fuel cell	en
dc.contributor.department	Οργανικής Χημικής Τεχνολογίας	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Οργανική Τεχνολογία	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2020-10-07
heal.abstract	Οι Μικροβιακές Κυψελίδες Καυσίμου (ΜΚΚ) αποτελούν αναπόσπαστο κομμάτι νέων τεχνολογιών για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από βιομάζα, αξιοποιώντας τις μεταβολικές δράσεις των μικροοργανισμών σε αναερόβιες συνθήκες. Πρόκειται για βιοαντιδραστήρες οι οποίοι μετατρέπουν την ενέργεια που είναι αποθηκευμένη στους χημικούς δεσμούς οργανικών ενώσεων απευθείας σε ηλεκτρική ενέργεια μέσω αντιδράσεων οξειδοαναγωγής των μικροοργανισμών υπό αναερόβιες συνθήκες. Έχοντας ως στόχο τη χρήση αυτών των τεχνολογιών σε μεγαλύτερη κλίμακα, η εύρεση των κατάλληλων υλικών και της κατάλληλης αρχιτεκτονικής, όπου θα αποδώσουν στη μέγιστη παραγωγή ισχύος και του ηλεκτρικού φορτίου σε συνδυασμό με τη μείωση του κόστους αποτελεί πρόκληση. Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετάται η λειτουργία πέντε διαφορετικών, ως προς την αρχιτεκτονική ή/και τα υλικά κατασκευής, Μικροβιακών Κυψελίδων Καυσίμου ενός θαλάμου με στόχο την εύρεση των κατάλληλων συνθηκών για μέγιστη απόδοση. Μελετάται η λειτουργία δύο τετραγωνικών κυψελίδων ίδιων διαστάσεων με διαφορετικά υλικά ηλεκτροδίων καθόδου (Κεραμικά ηλεκτρόδια με καταλύτη MnO2, ηλεκτρόδια από plexiglass τυλιγμένα με καλώδιο και ύφασμα GORE-TEX) και ίδια υλικά ανόδου (κόκκοι και ράβδος γραφίτη) και τριών κυλινδρικών κυψελίδων ίδιων διαστάσεων και κεραμικών ηλεκτροδίων καθόδου. Για τις κυλινδρικές κυψελίδες, μελετώνται τρεις διαφορετικοί καταλύτες (MnO2, Activated Carbon, Fly Ashe) και τρεις διαφορετικοί συνδυασμοί ανόδου (κόκκοι και ράβδος γραφίτη, stainless steel sponge ψημένο στους 850oC, stainless steel sponge ψημένο στους 850oC και κόκκοι γραφίτη). Ως υλικά σύνδεσης των ηλεκτροδίων με το καταγραφικό μελετώνται το χάλκινο σύρμα, πλέγμα από ανοξείδωτο χάλυβα, και συνδυασμός αυτών. Ακόμα, μελετάται και η επίδραση στη λειτουργία των ΜΚΚ της αναερόβιας ιλύς, του αποβλήτου Condensate και τεχνητού αποβλήτου γλυκόζης. Για τη διεξαγωγή των συμπερασμάτων, γίνεται, για κάθε περίπτωση, καταγραφή τιμών pH, αγωγιμότητας, δυναμικού, εξωτερικών αντιστάσεων, απομάκρυνσης οργανικού φορτίου, ολικού οργανικού άνθρακα, ολικού αζώτου και πτητικών λιπαρών οξέων. Τέλος, υπολογίζεται η απόδοση ηλεκτρικού φορτίου (Coulombic Efficiency) και γίνεται ηλεκτροχημικός χαρακτηρισμός (καμπύλη πόλωσης, υπολογισμός μέγιστης επιτυγχανόμενης πυκνότητας ισχύος). Για τις τετραγωνικές κυψελίδες η μέγιστη πυκνότητα ισχύος που επιτυγχάνεται υπολογίζεται 19.17 mW/m2 για λειτουργία με κεραμικά ηλεκτρόδια και απόβλητο Condensate, ενώ η αντίστοιχη τιμή που υπολογίζεται από την καμπύλη πόλωσης είναι 17.09 mW/m2. Η τιμή της εσωτερικής αντίστασης υπολογίζεται Rint = 116.03 Ω. Για τις κυλινδρικές κυψελίδες, φαίνεται ότι δεν ευνοείται η λειτουργία της αφού η μέγιστη πυκνότητα ισχύος που επιτυγχάνεται είναι 0.09 mW/m2 για λειτουργία με κεραμικά ηλεκτρόδια και καταλύτη ενεργό άνθρακα.	el
heal.advisorName	Λυμπεράτος, Γεράσιμος	el
heal.committeeMemberName	Αργυρούσης, Χρήστος	el
heal.committeeMemberName	Κροκίδα, Μαγδαληνή	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Σύνθεσης και Ανάπτυξης Βιομηχανικών Διαδικασιών (IV). Εργαστήριο Οργανικής Χημικής Τεχνολογίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	94 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false