کاربرد پیل‌های سوختی میکروبی در مدیریت پایدار پساب پتروشیمی

نوع مقاله : مروری

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران

2 دانشکده شیمی، دانشگاه آزاد کرج، البرز، ایران

چکیده

صنعت پتروشیمی، در حالی‌که نقشی کلیدی در توسعه اقتصادی ایفا می‌کند، مقادیر عظیمی از فاضلاب‌های سمی تولید می‌نماید که تهدیدات زیست‌محیطی جدی به‌دنبال دارند. روش‌های متداول تصفیه، اغلب به‌دلیل مصرف بالای انرژی و کارایی محدود در حذف آلاینده‌های پیچیده، با ناکارآمدی مواجه هستند. پیل‌های سوختی میکروبی، که نوعی سیستم زیست‌الکتروشیمیایی به‌شمار می‌آیند، جایگزینی پایدار ارائه می‌دهند که امکان تصفیه هم‌زمان فاضلاب و تولید برق از طریق متابولیسم میکروبی را فراهم می‌سازد. این مقاله مروری، ساختار و اصول عملکرد پیل‌های سوختی میکروبی را بررسی نموده و مطالعات کلیدی پیرامون کاربرد آن‌ها در تصفیه فاضلاب پتروشیمی را مرور می‌کند. مطالعات موردی، موفقیت در حذف تقاضای شیمیایی اکسیژن، فنول و سایر آلاینده‌ها را نشان می‌دهند و چگالی توان تولیدی تا ۸۵۰ میلی‌وات بر مترمربع را گزارش داده‌اند. عوامل مؤثر بر عملکرد پیل سوختی میکروبی نظیر غلظت بستر، شوری، ترکیبات سمی، مواد الکترودی و طراحی راکتور، به‌صورت دقیق تحلیل شده‌اند. علی‌رغم نتایج امیدوارکننده، محدودیت‌هایی از جمله مقیاس‌پذیری پایین، نوسانات عملکرد و حساسیت نسبت به ترکیب فاضلاب همچنان به‌عنوان چالش باقی مانده‌اند. توسعه بیشتر این فناوری نیازمند تحقیقات مداوم در زمینه نوآوری‌های مواد، بهینه‌سازی سیستم و مهندسی جوامع میکروبی است تا پیل‌های سوختی میکروبی برای کاربرد صنعتی در بخش پتروشیمی آماده شوند

کلیدواژه‌ها