1. UKM Learning and Research Repository
2. PHD Thesis / Tesis PHD
3. Faculty of Engineering and Built Environment / Fakulti Kejuruteraan dan Alam Bina

Title:	Carbon nanostructure as electrode and composite proton exhange membrane for production of electricity in microbial fuel cell
Authors:	Mustafa Ghasemi Baboli (P49945)
Supervisor:	Manal Ismail, Dr.
Keywords:	Fuel cells -- Electrodes Renewable natural resources -- Materials Universiti Kebangsaan Malaysia -- Dissertations Dissertations, Academic -- Malaysia
Issue Date:	23-Jul-2012
Description:	Sel fuel mikrob (SFM) adalah sejenis peranti yang menggunakan mikroorganisma daripada air sisa sebagai bio-mangkin untuk penjanaan tenaga elektrik melalui proses pengoksidaan dan penurunan bahan organik dan bukan organik serta mengurangkan COD. Elektrod anod anod dan katod, membran penukaran proton (MPP), mikroorganisma dan substrat adalah antara komponen utama yang sangat penting dan menjadi ukuran prestasi SFM. Objektif dan matlamat utama penyelidikan ini adalah untuk mengkaji penggunaan mangkin katod dan MPP berasaskan nanokomposit dan keberkesanannya dalam penghasilan tenaga elektrik hasil tindakbalas penurunan oksigen (TPO) dan kecekapan pemindahan proton. Platinum (Pt) pada kebiasaannya digunakan sebagai mangkin dalam katod tetapi disebabkan harganya yang tinggi, maka penggunaan Pt adalah terhad. Karbon teraktif nanoserat (ACNF) telah dipilih sebagai bahan alternatif bagi menggantikan Pt dan disintesis melalui kaedah tenunan elektro. ACNF dicirikan dengan TEM, SEM, XRD dan BET bagi analisis morfologi. ACNF terlebih dahulu diaktifkan oleh larutan KOH untuk pengaktifan kimia manakala CO2 diperlukan untuk keaktifan fizikal bagi meningkatkan luas permukaan dan aktiviti mangkin sebelum diintegrasikan di dalam unit SFM untuk proses penjanaan kuasa. Sistem SFM ini juga adalah berteraskan konfigurasi kebuk dua ruang dimana ruang anod berelektrod kertas karbon diisi sisa kumbahan kelapa sawit (POME) dan larutan glukosa sebagai substrat dan dihubungkan dengan kebuk katod oleh MPP jenis Nafion 117.Didapati bahawa operasi SFM menggunakan ACNF yang diaktifkan secara kimia memberi keputusan yang lebih baik dari segi aktiviti mangkin berbanding dengan ACNF yang diaktifkan secara fizikal. ACNF hasil larutan KOH 8 M dilihat sebagai ajen yang berkemampuan untuk kecekapan TPO yang menghasilkan kuasa sehingga 3.17 lebih kuat dari kertas karbon dan berkeupayaan menjana elektrik dengan kelebihan 78% berbanding ACNF hasil pengaktifan fizikal.Kuasa perkosACNFsdengan8MKOHjuga2.65kali lebih besar daripada katodplatinum konvensional. Mikrob biomangkin yang melekat sepenuhnya pada elektrod anod melalui pemerhatian SEM meningkatkan lagi kecekapan pemindahan elektron dari anod ke katod bagi melengkapkan aliran kuasa pada rintangan 1000. Komponen utama kedua yang dikaji adalah MPP yang mana hampir 38% daripada kos utama SFM terhasil apabila membran Nafion 117 diaplikasikan dalam unit operasi. Bagi menggurangkan kos SFM, membran nanokomposit CNF/Nafion dan ACNF(8M KOH)/Nafion dihasilkan sendiri dengan melarutkan nanoserat ke dalam larutan Nafion. Larutan itu kemudian distabilkan dan dikeringkan menghasilkan membran baru yang seterusnya dicirikan dengan AFM bagi menentukan saiz dan tahap kekasaran permukaan. Prestasi kedua-dua membran tersebut kemudian dibandingkan dengan Nafion 117 dan Nafion 112 komersial. Keputusan menunjukkan bahawa sistem yang beroperasi menggunakan membran ACNF/Nafion menghasilkan kuasa yang tinggi iaitu sebanyak 57.64 mW/m2 berbanding CNF/Nafion sebanyak 47.48 mW/m2, Nafion 117 sebanyak 38.3 mW/m2 dan Nafion 112 sebanyak 13.99 mW/m2. Kecekapan koulombik juga mencapai sehingga 18.3% dan adalah yang tertinggi di antara semua MPP lain yang dikaji. Komponen pemangkin katod dan MPP terbaik tersebut kemudian dikonfigurasikan semula ke dalam SFM dan dibandingkan dengan konfigurasi MPP-pemangkin katod lain untuk pengoptimuman lanjut. Kuasa yang dijana hasil gabungan itu adalah 45.3% lebih daripada SFM dengan elektrod ACNF dan Nafion 117 dan 54.5% lebih daripada SFM yang dikendalikan dengan CNF / Nafion-katod Pt serta 24 % lebih tinggi daripada sistem gabungan tradisi Nafion 117-katod Pt menjadikannya satu unit yang kompetitif untuk operasi masa nyata.,"Certification of Master's/Doctoral Thesis" is not available,Ph.D.
Pages:	195
Call Number:	TK2931.B334 2012 3 tesis
Publisher:	UKM, Bangi
Appears in Collections:	Faculty of Engineering and Built Environment / Fakulti Kejuruteraan dan Alam Bina

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.