مهرداد خامفروش

مس در صنایع مختلفی از جمله الکترونیک، آبکاری و فرآوری فلزات یافت می‌شود، که پساب‌ حاصل از این صنایع، اثرات بسیار مضری را برای انسان و محیط زیست به همراه خواهد داشت. یکی از روش‌های بازیابی و تصفیه‌ی پساب‌های صنعتی، پیل سوختی میکروبی است که یک فناوری بیوالکتروشیمیایی نوین به شمار می‌رود که با استفاده از میکروارگانیسم‌ها، انرژی پیوند‌های شیمیایی را به انرژی الکتریسیته تبدیل می‌کند. بازیابی فلزات از پساب آلوده به فلزات سنگین به همراه تولید همزمان انرژی با استفاده از پیل سوختی میکروبی امکان پذیر است. در این پژوهش، میزان بازیابی مس (II) و تولید الکتریسیته با استفاده از پیل سوختی میکروبی دو محفظه‌ای با سه الکترود مختلف از جمله پارچه کربنی (CC)، الکترود اصلاح شده با گرافن اکسید کاهش یافته (CC/rGO) و الکترود اصلاح شده با گرافن اکسید کاهش یافته و پلی آنیلین (CC/rGO/PANI) مورد بررسی قرار گرفت. میزان بازیابی مس و حداکثر ولتاژ خروجی در غلظت mg/L ۵۰۰ برای پیل سوختی میکروبی با الکترود CC/rGO/PANI پس از ۱۲۰ ساعت به ترتیب، ۲۷/۹۹ درصد و mV ۶۴۷ به دست آمد. حداکثر چگالی توان پیل سوختی میکروبی برای سه الکترود CC و CC/rGO و CC/rGO/PANI به ترتیب، mW m-3 ۷۱۰، mW m-3 ۷۴۸ و mW m-3 ۹۸۱ بود. در مجموع، از نظر میزان بازیابی مس و تولید الکتریسیته، الکترود CC/rGO/PANI به دلیل هم افزایی rGO و PANI عملکرد بهتری را از خود نشان داد. در ادامه، عملکرد پیل سوختی میکروبی با الکترود کاتد CC/rGO/PANI در غلظت و زمان‌های دیگر مورد بررسی قرار گرفت که در غلظت mg/L ۱۰۰ توانست پس از ۴۸ ساعت، ۳۹/۹۷ درصد مس (II) را بازیابی کند.