Αξιολόγηση καινοτόμων ηλεκτροδίων καθόδου με βάση περοβσκίτες σε μικροβιακές κυψελίδες καυσίμου
Loading...
Date
2024-10-02
Authors
Σκόπας, Λουκάς
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Οι μικροβιακές κυψελίδες καυσίμου (ΜΚΚ) αποτελούν βιοαντιδραστήρες, οι οποίοι μπορούν να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια διασπώντας οργανικές ενώσεις και κατά τα τελευταία χρόνια έχει αυξηθεί σημαντικά το επιστημονικό ενδιαφέρον για τη συγκεκριμένη τεχνολογία. Μια τυπική διάταξη περιλαμβάνει έναν ανοδικό θάλαμο, στον οποίο αναπτύσσονται οι ηλεκτροχημικά ενεργοί μικροοργανισμοί και λαμβάνουν χώρα αντιδράσεις οξείδωσης, καθώς και έναν καθοδικό θάλαμο όπου αντίστοιχα λαμβάνουν χώρα αντιδράσεις αναγωγής, μια μεμβράνη ανταλλαγής πρωτονίων που επιτρέπει τη μεταφορά των πρωτονίων από την άνοδο στην κάθοδο, και ένα εξωτερικό κύκλωμα για τη διέλευση των ηλεκτρονίων.
Για να αυξηθεί ο ρυθμός αναγωγής του οξυγόνου, χρησιμοποιούνται καταλύτες Pt υψηλού κόστους στις καθόδους των ΜΚΚ. Ωστόσο, για να μειωθεί το κόστος των ΜΚΚ και να διευκολυνθεί η μελλοντική είσοδός τους στην αγορά, η περιεκτικότητα σε Pt θα πρέπει να διατηρείται σε χαμηλά επίπεδα ή θα πρέπει να διερευνηθεί η χρήση νέων τύπων φθηνών καταλυτών. Στην παρούσα διπλωματική εργασία, διερευνάται για πρώτη φορά η χρήση περοβσκιτών με χαμηλή περιεκτικότητα σε ευγενή μέταλλα ως εναλλακτικοί ηλεκτροκαταλύτες στο καθοδικό ηλεκτρόδιο των ΜΚΚ διπλού θαλάμου, και η απόδοσή τους συγκρίνεται με εκείνη των ηλεκτροδίων αναφοράς. Προς την κατεύθυνση αυτή, ένα σύνολο περοβσκιτικών οξειδίων χρησιμοποιήθηκαν και δοκιμάστηκαν ως ηλεκτρόδια καθόδου σε πέντε διαφορετικές διατάξεις ΜΚΚ, οι οποίες αρχικά λειτούργησαν για τέσσερις κύκλους σε φάση εγκλιματισμού των εμπλεκόμενων μικροοργανισμών τους και στη συνέχεια για δύο κύκλους λειτουργίας ως αντιδραστήρες διαλείποντος έργου.
Description
Keywords
Μικροβιακές κυψελίδες καυσίμου, Περοβσκίτες, Περοβσκιτικά οξείδια