پیل سوختی میکروبی

پیل سوختی میکروبی ( انگلیسی: Microbial fuel cell ) یا پیل سوختی بیولوژیکی ( biological fuel cell ) یک سیستم بیوالکتروشیمیایی است که با تقلید از فعالیت باکتری ها که در طبیعت انجام می شود تولید جریان الکتریکی می کنند.
سلول سوختی میکروبی ( MFC ) نوعی از سیستم سلول های سوختی بیوالکروشیمیایی[ ۱] است که جریان الکتریکی را با منحرف کردن الکترون های تولید شده از اکسیداسیون میکروبی ترکیبات کاهش یافته ( که با نام سوخت یا اهداکننده الکترون نیز شناخته می شود ) بر روی آند به ترکیبات اکسیدکننده ( که به عامل اکسیدکننده یا قبول کننده الکترون نیز معروف است ) بر روی کاتد از طریق یک مدار الکتریکی خارجی تولید می کند.
MFCها را می توان به دو دسته کلی تقسیم کرد: واسطه و بدون واسطه. اولین MFCها که در اوایل قرن بیستم به نمایش درآمدند، از یک واسطه استفاده کردند: یک ماده شیمیایی که الکترون ها را از باکتری های موجود در سلول به آند منتقل می کند. MFCهای بدون واسطه در دهه ۱۹۷۰ ظهور کردند. در این نوع MFC، باکتری ها معمولاً دارای پروتئین های ردوکس فعال الکتروشیمیایی مانند سیتوکروم ها بر روی غشای خارجی خود هستند که می توانند الکترون ها را مستقیماً به آند منتقل کنند. [ ۲] [ ۳] این انتقال مستقیماً می تواند از سطح باکتری یا به طریق یه دنباله ( Filament ) انجام شود. در قرن بیست و یکم، MFCها شروع به استفاده تجاری در تصفیه فاضلاب کردند.
ایده استفاده از میکروب ها برای تولید برق در اوایل قرن بیستم مطرح شد. مایکل کرسه پاتر این موضوع را در سال ۱۹۱۱ آغاز کرد. [ ۴] پاتر موفق به تولید الکتریسیته از ساکارومایسس سرویزیه شد، اما این کار پوشش کمی داشت. در سال ۱۹۳۱، بارنت کوهن نیم پیل های سوختی میکروبی ایجاد کرد که وقتی به صورت سری به هم متصل می شدند، قادر به تولید بیش از ۳۵ ولت تنها با جریان ۲ میلی آمپر بودند.
در اواخر دهه ۱۹۷۰، اطلاعات کمی در مورد نحوه عملکرد سلول های سوختی میکروبی وجود داشت. این مفهوم توسط رابین آلن و بعدها توسط پیتر بنتو مورد مطالعه قرار گرفت. مردم پیل سوختی را به عنوان روشی ممکن برای تولید برق برای کشورهای در حال توسعه دیدند. کار بنتو، که از اوایل دهه ۱۹۸۰ شروع شد، به درک درستی از نحوه عملکرد پیل های سوختی کمک کرد و بسیاری او را به عنوان اصلی ترین مرجع این موضوع می دانستند.