Μικροβιακές κυψέλες καυσίμου

Χάλκου, Θεοδώρα

Microbial fuel cells

Διπλωματική εργασία

Author

Χάλκου, Θεοδώρα

Date

2022-03-02

Advisor

Kavadias, Kosmas

Διπλωματική εργασία (2.699Mb)

Keywords

Μικροβιακές κυψέλες καυσίμου ; Κυψέλες καυσίμου ; Μοντελοποίηση

Abstract

Στην παρούσα μελέτη εξετάζονται ζητήματα που αφορούν τις μικροβιακές κυψέλες καυσίμου. Αρχικά αναλύονται οι απλές κυψέλες καυσίμου οι οποίες αποτελούν έναν τρόπο παραγωγής ενέργειας με υψηλή απόδοση χωρίς ρύπους. Γίνεται αναφορά στον τρόπο λειτουργίας τους και στα μέρη από τα οποία αποτελούνται. Επίσης, καταγράφονται συνοπτικά οι τύποι των κυψελών καυσίμου ενώ παρατίθενται η θερμοδυναμική τους ανάλυση και διάφορες εφαρμογές τους. Το κύριο μέρος της διπλωματικής εργασίας αποτελείται από την ανάλυση των μικροβιακών κυψελών καυσίμου, μιας νέας αρκετά υποσχόμενης τεχνολογίας. Περιγράφεται λεπτομερώς η λειτουργία τους και δίνεται έμφαση σε εφαρμογές που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στις οποίες επιπροσθέτως εξετάζεται η εμπορευματοποίησή τους. Στο τελευταίο μέρος παρουσιάζεται η μελέτη ενός μοντέλου μικροβιακής κυψέλης καυσίμου. Πρόκειται για ένα τυπικό MFC, ενός θαλάμου με μεμβράνη ανταλλαγής πρωτονίων. Αφού γίνει κατανοητό αυτό το μοντέλο, εφαρμόζεται και γίνονται οι απαραίτητοι υπολογισμοί. Εν κατακλείδι, συνοψίζονται τα αποτελέσματα και τα συμπεράσματα για την χρησιμότητα των μικροβιακών κυψελών καυσίμου.

Abstract

The present study examines issues related to microbial fuel cells. First, simple fuel cells are analyzed, which are a way to produce energy with high efficiency without pollutants. Reference is made to their mode of operation and the parts of which they consist. Also, the types of fuel cells are briefly recorded while their thermodynamic analysis and their various applications are presented. The main part of the dissertation consists of the analysis of microbial fuel cells, a new and very promising technology. Their operation is described in detail and emphasis is placed on applications that can be used in which their commercialization is additionally examined. The last part presents the study of a microbial fuel cell model. This is a typical MFC, a chamber with a proton exchange membrane. Once this model is understood, the necessary calculations are applied and made. In conclusion, the results and conclusions on the usefulness of microbial fuel cells are summarized.