Investigation of Potential of Some Molds in Soil Based Microbial Fuel Cell

Öz

Concerns about fossil fuel consumption, increasing energy demands and greenhouse gas emissions have greatly increased the search for sustainable and green energy alternatives. Recycling of organic wastes is as important as energy. Untreated organic wastes cause serious environmental problems such as water pollution or odor problems. Recycling of organic wastes is important for both environmental protection and energy recovery. Organic wastes should be considered as valuable biomass for resource recovery rather than waste. In recent years, microbial fuel cells have attracted great interest as systems for converting organic matter into electricity. They convert substrates into harmless by-products using simultaneous generation of electricity using substrates from renewable sources such as organic matter. Soil-based microbial fuel cells are an attractive carbon-neutral energy conversion technology that can generate beneficial electricity from naturally occurring microorganisms and organic matter in the soil. In this study, a soil based microbial fuel cell producing bioelectricity by biodegradation of mold containing organic materials was developed. In order to examine the potential of different molds to produce electricity, different mold types such as bread mold, cheese mold, lemon mold and tomato paste mold were examined. The soil-based microbial fuel cell system has been installed with the same amounts of soil+vermicompost+mold+water. Bread mold showed the highest value with 193 µW. As a result, it was observed that different mold types have different power generation potentials and profiles. It was concluded that soil based microbial fuel cells have high electricity generation potential by using molds in organic wastes. It has been found that soil-based microbial fuel cells are a good way to generate green electricity and can also be used to recycle organic waste to ensure a healthy and pollution-free environment.

Anahtar Kelimeler

• Energy
• Mold
• Microbial Fuel Cell

Bazı Küflerin Toprak Bazlı Mikrobiyal Yakıt Hücresindeki Potansiyellerinin İncelenmesi

Öz

Fosil yakıt tüketimi, artan enerji talepleri ve sera gazı emisyonlarına ilişkin endişeler sürdürülebilir ve yeşil enerji alternatifleri arayışını büyük ölçüde arttırmıştır. Organik atıkların geri dönüşümü en az enerji kadar önemli bir konudur. Herhangi bir işlem görmeyen organik atıklar su kirliliği veya koku problemleri gibi ciddi çevresel problemlere neden olmaktadırlar. Organik atıkların geri dönüşümü hem çevrenin korunması hem de enerji geri kazanımı konusunda önem taşımaktadırlar. Organik atıkların atık olarak değerlendirilmesi yerine, kaynak geri kazanımı için değerli biyokütle olarak düşünülmesi gerekmektedir. Mikrobiyal yakıt hücreleri özellikle son yıllarda organik maddeleri elektriğe dönüştürme sistemleri olarak büyük ilgi görmektedirler. Mikrobiyal yakıt hücreleri, organik madde gibi yenilenebilir kaynaklardan elde edilen substratları kullanarak eş zamanlı elektrik üretimi ile zararsız yan ürünlere dönüştürürler. Toprak bazlı mikrobiyal yakıt hücreleri ise toprakta doğal olarak bulunan mikroorganizmalardan ve organik maddelerden faydalı elektrik üretebilen çekici bir karbon-nötr enerji dönüşüm teknolojisidir. Yapılan çalışmada, küf içeren organik maddelerin biyodegradasyonu ile biyoeletrik üreten toprak bazlı bir mikrobiyal yakıt hücresi geliştirilmiştir. Farklı küflerin elektrik üretme potansiyellerini inceleyebilmek için ekmek küfü, peynir küfü, limon küfü ve salça küfü olacak şekilde farklı küf çeşitleri incelenmiştir. Toprak bazlı mikrobiyal yakıt hücresi sistemi aynı miktarlarda toprak+solucan gübresi+küf+su olacak şekilde kurulmuştur. Ekmek küfü 193 µW ile en yüksek değeri göstermiştir. Sonuç olarak, farklı küf çeşitlerinin birbirinden farklı güç üretim potansiyellerinin ve profillerinin olduğu gözlemlenmiştir. Toprak bazlı mikrobiyal yakıt hücrelerinin organik atıklardaki küfleri kullanarak elektrik üretim potansiyellerinin yüksek olduğu sonucuna varılmıştır. Toprak bazlı mikrobiyal yakıt hücrelerinin yeşil elektrik üretimi için iyi bir yol olduğu ve aynı zamanda sağlıklı ve kirlilik içermeyen bir çevre sağlamak için organik atıkların geri dönüşümü için kullanılabileceği görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

• Enerji
• Küf
• Mikrobial yakıt hücresi

Kaynakça

1. Barua, P.K. ve Deka, D., 2010. “Electricity generation from biowaste based microbialfuel cells”, International Journal of Energy, Information and Communications 1 (1), 77.
2. Castresana, P.A., Martinez, S.M., Freeman, E., Eslava, S., Lorenzo, M.D. 2019. “Electricity generation from moss with light-driven microbial fuel cells”, Electrochimica Acta, 298, 934-942.
3. Jia, J., Tang, Y., Liu, B., Wu, D., Ren, N., Xing, D. 2013. “Electricity generation from food wastes and microbial community structure in microbial fuel cells”, Bioresource Technology, 144, 94-99.
4. Karanfil, G. 2019. “Investıgatıon Of The Effect Of Bread Mold On Soıl Based Mıcrobıal Fuel Cell”, 4th International Energy &Engineering Congress, Gaziantep Üniversitesi, Gaziantep, 775-778.
5. Khudzari, J. Md., Tartakovsky, B., Raghavan, G.S.V. 2016. “Effect of C/N ratio and salinity on power generation in compost microbial fuel cells”, Waste Managment, 48, 135-142.
6. Moqsud, M.A., Omine, K., Yasufuku, N., Hyodo, M., Nakata, Y. 2013. “Microbial fuel cell (MFC) for bioelectricity generation from organic wastes”, Waste Managment, 33, 2465-2469.
7. Moqsud, M.A., Yoshitake, J., Bushra, Q.S., Hyodo, M., Omine, K., Strick, D. 2015. “Compost in plant microbial fuel cell for bioelectricity generation”, Waste Managment, 36, 63-69.
8. Rahimnejad, M., Adhami, A., Darvari, S., Zirepour, A., Oh, S.-E. 2015. “Microbial fuel cell as new technology for bioelectricity generation: A review”, Alexandria Engineering Journal, 54, 745-756.

9. Wang, C.-T., Liao, F.-Y., Liu, K.-S. 2013. “Electrical analysis of compost solid phase microbial fuel cell”, International Journal of Hydrogen Energy, 38, 11124-11130.
10. Yu, B., Li, Y., Feng, L. 2019. “Enhancing the performance of soil microbial fuel cells by using a bentonite-Fe and Fe3O4 modified anode”, Journal of Hazardous Materials 377, 70–77.