Χρήση εκχυλίσματος προξηραμένων υπολειμμάτων τροφών ως καυσίμου σε μικροβιακή κυψελίδα καυσίμου δύο θαλάμων - Λαμπρόπουλος, Ιωάννης (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Σύνθεσης και Ανάπτυξης Βιομηχανικών Διαδικασιών (IV). Εργαστήριο Οργανικής Χημικής Τεχνολογίας, 2018)
Η παραγωγή βιοηλεκτρισμού περιλαμβάνει πρακτικά την παραγωγή ηλεκτρισμού από μικροοργανισμούς οι οποίοι υπό αναερόβιες συνθήκες μπορούν και μετατρέπουν την χημική ενέργεια που είναι αποθηκευμένη στους χημικούς δεσμούς διαφόρων οργανικών υποστρωμάτων σε ηλεκτρική. Ένα Μικροβιακό Κελί Καυσίμου (ΜΚΚ) είναι μία συσκευή η οποία παράγει βιοηλεκτρισμό, παρουσιάζοντας το πλεονέκτημα της ταυτόχρονης επεξεργασίας αποβλήτων ενώ παράγει ηλεκτρισμό [1]. Στα πλαίσια της παρούσας εργασίας, κατασκευάστηκε και λειτούργησε ένα ΜΚΚ δύο θαλάμων προκειμένου να διερευνηθεί η παραγωγή βιοηλεκτρισμού από το προϊόν FORBI (Food Residue Biomass). Το προϊόν FORBI παράγεται από την θερμική και μηχανική επεξεργασία του ζυμώσιμου κλάσματος υπολειμμάτων κουζίνας που συλλέχθηκαν από πόρτα σε πόρτα στον δήμο Χαλανδρίου, Αθήνα. Εξετάστηκαν διαφορετικά οργανικά φορτία του FORBI (0.7, 0.9, 1.4, 2.8, 6 και 14 g COD L-1 αντίστοιχα). Παρατηρήθηκε ότι η αύξηση της αρχικής συγκέντρωσης του τελικού εκχυλίσματος οδήγησε σε αντίστοιχη αύξηση του χρόνου λειτουργίας. Το δυναμικό του ΜΚΚ αυξήθηκε από 33.3 mV σε 46 mV καθώς η συγκέντρωση αυξήθηκε από 0.7 σε 14 g COD L-1. Η καλύτερη απόδοση σε όρους μέγιστης πυκνότητας ισχύος (29.6 mW m-2) που αντιστοιχούσε σε πυκνότητα ρεύματος 88 mA m-2 παρατηρήθηκε για τα 6 g COD L-1. Ρυθμίζοντας την εξωτερική αντίσταση στην βέλτιστη τιμή της (Rext = 2 kΩ), όπως αυτή προσδιορίστηκε από τα πειράματα πόλωσης, η απόδοση ισχύος, Pyield, αυξήθηκε δραστικά στα 13.7 και 17.3 Joule (g FORBI)-1 σε δύο διαδοχικούς κύκλους. Εξετάστηκε ακόμη η χρήση του εξασθενούς χρωμίου, Cr(VI) ως εναλλακτικού τελικού αποδέκτη ηλεκτρονίων. Με αρχικό pH καθόδου 2 αξιολογήθηκε η αναγωγή 200 mg L-1 αρχικής συγκέντρωσης Cr(VI) με παράλληλη την παραγωγή ηλεκτρισμού χρησιμοποιώντας ως μέσο το FORBI. Η % απομάκρυνση του Cr(VI) ήταν 51% και 60% σε δύο διαδοχικούς κύκλους. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι άμεσα βιοαποικοδομήσιμα υποστρώματα, όπως το προϊόν FORBI, μπορούν να χρησιμοποιηθούν αποτελεσματικά για την ενίσχυση της παραγωγής βιοηλεκτρισμού σε Μικροβιακό Κελί Καυσίμου δύο θαλάμων.