Ön İşlem Uygulanmış Alg Biyokütlesinin Mikrobiyal Yakıt Hücresinde Elektrik Üretim Performansının Araştırılması

Abstract

Alg biyokütlesi yüksek organik içeriğinden dolayı mikrobiyal yakıt hücreleri (MYH) için eşsiz substrat kaynaklarından biridir. Fakat alg hücre duvarının kompleks yapısı biyolojik parçalanabilirliğini önemli ölçüde kısıtlamaktadır. Bu çalışmada farklı konsantrasyonlarda (5-30 ml/L aralığında) hidrojen peroksit $(H_2O_2)$ kullanılarak alg biyokütlesine ön işlem uygulanmış ve MYH sisteminde elektrik üretim performansı araştırılmıştır. MYH’de maksimum güç yoğunluğu (244.64 mW/m2) 25 ml/L H2O2 konsantrasyonunda ön işlem uygulanmış alg biyokütlesi ile elde edilmiştir. Elde edilen maksimum güç miktarı kontrol reaktörüne (41.16 mW/m2) kıyasla yaklaşık olarak altı kat daha yüksektir. Moleküler analizler, ön işlem uygulanmış alg biyokütlesinin kullanıldığı MYH reaktöründe (MYH-A) b-proteobacteria grubuna ait bakteriyel türlerin oranının kontrol reaktörüne (MYH-K) kıyasla %10 arttığını göstermiştir. Ayrıca döngüsel voltametri (CV) sonuçları, MYH-A reaktörlerindeki anot biyofilminin MYH-K reaktörünün anot biofilmine kıyasla daha yüksek bir elektroaktiviteye sahip olduğunu göstermiştir. Çalışma sonuçları, $H_2O_2$’nin alg biyokütlesinin biyolojik olarak parçalanmasını desteklemek ve MYH’nin elektrik üretim performansını iyileştirmek için etkili bir ön işlem yöntemi olduğunu göstermiştir. Anahtar kelimeler: Mikrobiyal yakıt hücresi, alg biyokütlesi, ön işlem, $H_2O_2$, mikrobiyal çeşitlilik