محققان دانشگاه های صنعتی نوشیروانی بابل و علوم کشاورزی گرگان به منظور ایجاد منابع تولید انرژی‌های پاک، موفق به ساخت پیل‌های سوختی میکروبی شدند؛ الکترودهای این پیل‌ها از سلولزهای باکتریایی ساخته شده است و جایگزین مناسبی برای الکترودهای گرافیتی به شمار می رود.
به گزارش مرور نیوز از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، با توجه به کاهش روزافزون منابع سوخت‌های فسیلی و آلودگی ناشی از سوختن این منابع برگشت ناپذیر، تحقیقات در زمینه انرژی‌های نو و تجدیدپذیر، در اولویت پژوهش‌های بسیاری از دانشمندان قرارگرفته است.
پیل‌های سوختی میکروبی به عنوان یک منبع انرژی تجدیدپذیر، نه تنها سبب آلودگی محیط زیست نمی‌شود بلکه به طور مستقیم در راستای کاهش آلودگی نیز عمل می‌کند؛ به همین دلیل، به گزینه مناسبی برای اهداف تحقیقاتی و ارتقای آنها به یک محصول صنعتی تبدیل شده است.
دکتر مصطفی رحیم‌نژاد محقق دانشگاه علوم کشاورزی گرگان در خصوص این طرح تحقیقاتی گفت: در این طرح تلاش می شود با بهبود یکی از اجزای مهم پیل سوختی میکروبی (الکترود پیل) در راستای بومی‌سازی فناوری ساخت آن به عنوان یک منبع تأمین انرژی دوستدار محیط زیست اقدام شود؛ الکترود ساخته شده نانوبیوکامپوزیتی متشکل از سلولز باکتریایی و پلیمرهای رسانا است و جایگزینی مناسب برای الکترودهای گران قیمت رایج در پیل سوختی میکروبی به شمار می رود.
وی با بیان اینکه نتایج حاکی از این است که الکترود ساخته شده می‌تواند بهبود چشمگیری در عملکرد پیل برای تولید توان و جریان الکتریسیته ایجاد کند، افزود: از این پیل های سوختی می توان در صنایع الکترونیک و وسایل الکترونیکی کم مصرف نظیر حسگرها و صنایع باطری‌سازی نوین استفاده کرد و همچنین در بخش تصفیه پساب کارخانه ها و فاضلاب‌های شهری برای کاهش بار آلی و حذف فلزات سنگین و مواد خطرناک دیگر نیز کاربرد دارند.
رحیم‌نژاد در خصوص تفاوت شاخص این طرح با پژوهش‌های مشابه اظهار کرد: اگرچه تحقیقات گسترده‌ای در دنیا در زمینه پیل‌های سوختی میکروبی به ویژه قسمت الکترود آن صورت گرفته است اما می‌توان وجه تمایز این طرح تحقیقاتی را با دیگر طرح ها، در استفاده از سلولز باکتریایی به عنوان بستری برای ساخت یک نانوبیوکامپوزیت پلیمری رسانا و کاربرد آن به عنوان الکترود دانست.
وی افزود: یکی از اجزای مهم در پیل‌های سوختی میکروبی الکترودهای آند و کاتد است؛ الکترودهای رایج مورد استفاده در پیل سوختی میکروبی معمولا از جنس گرافیت، کربن پارچه‌ای یا کربن کاغذی است که افزون بر قیمت تمام شده بالا و آلودگی‌های زیست محیطی نهان در فرآیند ساخت این جنس الکترودها، فناوری ساخت آنها نیز تقریباً انحصاری است درحالی که الکترود به کار رفته در این طرح ارزان است، آلودگی زیست محیطی کمتری تولید می‌کند و قابلیت بومی‌سازی نیز دارد.
به گفته رحیم‌نژاد، سلولز باکتریایی، الیاف درهم تنیده نانومتری است که به وسیله میکروارگانیسم‌های خاصی تولید می‌شود؛ پوشش دهی این الیاف با پلیمر رسانای پلی آنیلین و تبدیل شدن آنها به نانوالیاف رسانا، منجر به تولید یک الکترود مناسب با سطح فعال بالا برای پیل سوختی میکروبی شده است. نانوالیاف رسانای ساخته شده همچنین قدرت کاتالیزوری بالایی در واکنش‌های اصلی در پیل از خود نشان داده است.
این تحقیقات با همکاری دکتر مصطفی رحیم‌نژاد، دکتر مهدی مشکور عضو هیات علمی دانشگاه علوم کشاورزی گرگان و مهرداد مشکور دانشجوی دکترای مهندسی شیمی دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل انجام و نتایج آن در نشریه Journal of Power Sources منتشر شده است.
