Results
Rezultate
Activitatile efectuate in cadrul proiectului
Prepararea nanostructurilor carbonice cu continut de azot din carbonizarea nanostrucutrilor de polianilina (PANI-900), compozite PANI/CNT, PPY/CNT si PANI/GOx (oxid de grafene)
Design-ul si realizarea electrozilor planari si 3D
Design-ul si realizarea celulelor MFC monocamerale si bicamerale
Date privind producerea de bioenergie si determinarea performantei MFC utilizand materialele obtinute in acest proiect
Date privind eficienta utilizarii celuelor MFC pentru tratarea apelor uzate
Date privind analiza biofilelmelor depuse pe anozii celulelor MFC testate
Analiza critica a factorilor care influenteaza performana celulelor MFC
Propunerea a trei modele functionale de celule MFC
Design-ul anozilor planari si 3D pentru MFC utilizand materiale avansate pe baza de carbon
Panza carbonica fost utilizata ca suport pentru electrozii planari si modificata ulterior cu o solutie de materiale carbonice sau compozite obtinute in proiect (Figura 1a). Un burete macroporos comercial a fost utilizat pentru impregnarea cu materiale carbonice si realizarea electrodului 3D (Figura 1b).
Figura 1. Electrozii a) planari si b) 3D
Design imbunatatit al reactorului MFCs pentru utilizarea eficienta a noilor anozi planari si 3D
In aceasta proiect au fost realizate celule MFC bicamerale si monocamerale din plexigalss care sunt adecvate pentru utilizarea electrozilor planari. In Figura 2 este prezentat ansamblul experimental realizat pentru testarea electrozilor planari pentru celulele MFC bicamerale cu electrozi planari.
Figura 2. Ansamblul experimental MFC
Evaluarea producerii de bioenergie cu ajutorul celulelor MFC
Indexarea celulelor MFC utilizate, a geometriei reactorului si electrozilor, materialului utilizat pentru modificarea anodului si volumul reactorului sunt prezentate in Tabelul 1.
Tabelul 1. Indexarea celulelor MFC
S-monocamerala; D-bicamerala; 3D-tridimensional
Evaluarea biofilmelor
Colorarea Hoechst a fost utilizata pentru evaluarea cantitativa a biofilmelor depuse pe anod, pentru fiecare celula MFC investigata. Rezultatele mediei intensitatii de fluorescenta pentru cele trei imagini distincte pe fiecare material anodic in parte sunt prezentate in Figura 3.
Figura 3 Rezultatele mediei intensitatii de fluorescenta pentru cele trei imagini distincte pe fiecare material anodic
Microscopia electronica de baleiaj (SEM) fost utilizata pentru investigarea biofilmului crescut pe electrozii MFCs dupa testele de polarizare, cand celulele au fost dezafectate. In Figura 4 sunt prezentate cateva din imaginile SEM reprezentative pentru anozii celulelor MFC indexate in Tabelul 1.
Figura 4. Imaginile SEM ale biofilmelor celulelor MFC indexate in Tabelul 1
Rezultatele obtinute in urma evaluarii performantelor MFC pentru producerea de bioenergie sunt sumarizate in Tabelul 2.
Tabelul 2. Evaluarea celulelor MFC pentru produerea de bioenergie
Analiza probelor de ape initiale si dupa efectuarea experiemntelor pentru pentru aceste celule MFC sunt prezentate in Tabelul 3.
Tabelul 3. Rezultatele analizelor apelor municipaele folosite inainte si dupa experimentele MFC cu electrozi planari
Deoarece pentru toate cele trei configuratii au fost obtinute rezultate fiabile, atat in cazul modificarii cu nanostructuri carbonice dopate cu azot obtinute din carbonizarea nanostructurilor de PANI au fost propuse trei modele functionale care pot fi adaptate in functie de necesitatile urmarite in utilizarea dispozitivului si de avantajele si de dezavantajele oferite de acesta.
In Figura 5 este prezentat modelul experimental propus pentru celula bicamerala MFC cu electrozi 3D.
Figura 5. Modelul experimental propus pentru celula MFC cu electrozi 3D