Mikrobiyal yakıt hücrelerinde evsel atıksulardan elektrik üretimi
Electiricity production from domestic wastewater with microbial fuel cell
- Tez No: 343782
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BESTEMİN ÖZKAYA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 120
Özet
Son yıllarda enerji ihtiyaçlarını karşılamak için fosil yakıtların kullanımındaki artış çevresel problemleri hızlandırmış ve yenilenebilir enerji ihtiyacını giderek arttırmıştır. Temiz ve yenilenebilir enerji insan yaşamının en büyük ihtiyaçlarından biridir. Bu ihtiyacı karşılamak için insanoğlu sürekli bir arayış içerisinde olmuştur. Zaman geçtikçe bu arayışlar yeni enerji kaynaklarının bulunmasını sağlamıştır. Bu yeni enerji kaynaklarından biri de Mikrobiyal Yakıt Hücresi (MYH)?dir. Tez çalışması kapsamında iki farklı MYH reaktörü kullanılarak evsel atıksudan elektrik enerjisi üretimi incelenmiştir. Ayrıca MYH sisteminde kullanılan membranların yüzey özellikleri incelenerek membran yüzeyindeki birikimler incelenmiştir. İki bölmeli MYH ile yapılan çalışmada farklı membran elektrot konfigürasyonları denenerek farklı hidrolik bekletme sürelerinde (HBS) elektrik üretimi incelenmiştir. Maksimum akım yoğunluğu 1385 mA/m2 ve güç yoğunluğu 16 mW/m2, Ti-TiO2-Nafion, en düşük akım yoğunluğu 480 mA/m2 ve güç yoğunluğu 2 mW/m2 Karbon Kağıt-Ultrex elektrot-membran konfigürasyonlarında HBS 1 günde elde edilmiştir. Ti-TiO2-Ultrex ve Karbon Kağıt-Nafion konfigürasyonlarında ise HBS 1 günde elde edilen akım ve güç yoğunlukları sırasıyla 750 mA/m2, 5 mW/m2 ve 1320 mA/m2, 14 mW/m2 olarak ölçülmüştür. KOİ giderim verimi ise en yüksek Ti-TiO2-Nafion çiftinde, %78 giderimle gerçekleşmiştir. Ardından %74 giderimle Karbon Kağıt-Nafion gelmiştir. UM2FC?de evsel atıksu konsantresi ile yapılan çalışmada ise maksimum güç yoğunluğu %50 konsantre ile 35 mW/m2 olarak elde edilmiştir. Ayrıca %50 konsantrede KOİ giderimi %67 olup, yapılan elektrokimyasal ölçümler sonucunda UM2FC?de ohmik direncin 85 ohm, toplam direncin 135 ohm ve yük transfer direncinin ise 50 ohm olduğu tespit edilmiştir. Çalışma sonucunda membranlar üzerindeki bozulma ve birikintileri görmek amacıyla yapılan SEM ve EDX analizlerinde ise membran yüzeyinde organik ve inorganik birikimlerin olduğu belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Increase in the use of fossil fuels to meet energy needs has accelerated environmental problems and the need of renewable energy has increased steadily. Clean and renewable energy is one of the most important needs of human life. Mankind has been in a constant quest to meet this need This quest has found new energy sources as time goes by. One of these new energy sources is Microbial Fuel Cell (MFC). In this thesis two different MFC reactors were investigated to produce power using domestic wastewater. Also surface properties of the membranes used in MFCs were examined. Dual-Chamber MFC with different membrane and electrode configurations were tested and electricity generation from different hydraulic retention time (HRT) were investigated. Maximum current density 1385 mA/m2 and power density 16 mW/m2 were obtained with, Ti-TiO2-Nafion, the lowest current density 480 mA/m2 and power density 2 mW/m2 were obtained with Carbon paper-Ultrex electrode-membrane configuration for 1 day of HRT. Obtained current and power density from Ti-TiO2-Ultrex and Carbon paper-Nafion for 1 day of HRT were 750 mA/m2, 5 mW/m2 and 1320 mA/m2, 14 mW/m2, respectively. The highest COD removal efficiency was obtained 78% with Ti-TiO2-Nafion couple and 74% with Carbon paper-Nafion. In the study of UM2FC fed by domestic wastewater concentrate, maximum power density was 35 mW/m2 with 50% concentrate stream. Also COD removal efficiency was 67% and ohmic resistance was determined to be 85 ohms in UM2FC according to electrochemical measurements. Total resistance and charge transfer resistance were measured as 135 ohms and 50 ohms, respectively. In the end of study, the deterioration of the membrane surface was evaluated with SEM and EDX analysis and organic and inorganic deposits were determined on the membrane surface.
Benzer Tezler
- Microalgae growth in anaerobic digestate for high-value product recovery
Anaerobik çürütücü çıkış suyunda büyütülen mikroalglerden değerli ürün geri kazanımı
HANDE ERMİŞ
Doktora
İngilizce
2020
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MAHMUT ALTINBAŞ
- Mikrobiyal yakıt hücrelerinde farklı substrat kaynaklarının arıtma ve yenilenebilir enerji üretimi üzerine etkileri
The effect of different substrates on treatment and renewable energy production in microbial fuel cell
MEHMET GEZGİNCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
BiyomühendislikKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiBiyomühendislik ve Bilimleri Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. YAĞMUR UYSAL
- Mikrobiyal yakıt hücrelerinde farklı kirleticilere göre elektrik üretim kapasitesi ve mikrobiyal tür değişiminin incelenmesi
Electricity generation capacity and microbial community according to different pollutants in MFC
ERGİN TAŞKAN
Doktora
Türkçe
2013
Çevre MühendisliğiFırat ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİL HASAR
DOÇ. DR. BESTEMİN ÖZKAYA
- Ekstrem sıcaklık değerlerinin mikrobiyal yakıt hücrelerinde voltaj üretimine etkisinin belirlenmesi
Determination of the effect of extreme temperature values on voltage generation in microbial fuel cells
ÖZGE ÇETİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
BiyoteknolojiNiğde Ömer Halisdemir ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ TUBA ARTAN ONAT
- Mikroalg içeren mikrobiyal yakıt hücrelerinin biyoelektriksel özelliklerinin geliştirilmesi ve atık su arıtımında kullanılmaları
Development of bioelectrical properties of microalgae containing microbial fuel cells and their use in wastewater treatment
NECLA ALTIN
Doktora
Türkçe
2024
BiyoteknolojiKocaeli ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BAŞAR UYAR