Sel Bahan Api Mikrob (MFC) telah menjadi salah satu jenis tenaga yang boleh
diperbaharui disebabkan oleh fungsinya yang boleh menukar bahan-bahan sisa kepada
tenaga elektrik melalui aktiviti metabolik bakteria yang terdapat dalam sel bahan api.
Global sedang menghadapi krisis tenaga dan MFC ini mungkin menjadi salah satu
penyelesaian utama kepada masalah ini. Bahan anod merupakan salah satu faktor yang
penting dalam menentukan prestasi sel bahan api. Struktur elektrod dan pengubahsuaian
pada permukaan elektrod telah dikaji untuk meningkatkan lekatan bakteria pada
permukaan elektrod dan juga pemindahan elektron dari biofilm ke elektrod. Oleh itu,
kesan bahan anod terhadap prestasi Sel Bahan Api Mikrob (MFC) telah dikaji dalam
kajian ini. Bakteria G. sulfurreducens telah digunakan sebagai bio-pemangkin dan
bahan-bahan anod yang telah digunakan termasuk kepingan grafit dan jejaring grafit.
Kadar pertumbuhan spesifik yang terdapat daripada kajian adalah 0.044 jam-1 untuk
kepingan grafit dan 0.058 jam-1 untuk jejaring grafit. Lampiran sel dan pembentukan
biofilm telah didapati lebih mampat pada permukaan jejaring grafit di bawah
pengimbasan mikroskop elektron. Maksima arus elektrik yang dicatatkan oleh jejaring
grafit adalah 2.08 mA sementara arus elektrik yang dicatatkan oleh kepingan graphit
adalah 0.66 mA. Teknik Elektrokimia Galangan Spektroskopi (EIS) telah digunakan
untuk mendapatkan rintangan dalaman pada anod. Plot Nyquist dan Plot Bode telah
diplot dan data eksperimen telah dimuatkan dengan Model Litar Setaraf (ECM) untuk
menunjukkan ciri-ciri sistem elektrokimia dan mengesahkan data eksperimen. Rintangan
polarisasi yang merupakan salah satu penyumbang utama kepada rintangan dalaman
dalam kajian ini, telah ditentukan dengan nilai 445.22 Ω dan jumlah sisa persegi 0.647
untuk kepingan grafit manakala rintangan polarisasi jejaring grafit telah ditentukan
dengan nilai 204.7 Ω dan jumlah sisa persegi 0.1857. Hasil kajian ini menunjukkan
bahawa data eksperimen sesuai dengan Model Litar Setaraf (ECM). Kajian ini telah
berjaya membuktikan bahawa bahan anod memainkan peranan yang penting dalam
prestasi keseluruhan Sel Bahan Api Mikrob (MFC).
_______________________________________________________________________________________________________
Microbial Fuel Cell (MFC) is emerging as a new source of renewable energy due it its
ability to convert waste materials into electricity through the metabolic activity of the
electrogenic bacteria in the fuel cell. The global is facing energy crisis and this MFC
might be one of key solution to this problem. Anode material is one of key factor in
determining the performance of a MFCs. Electrode structure and surface modifications
have been widely experimented to improve bacterial adhesion and electron transfer from
bacteria biofilm to the electrode surface. Therefore, the effect of anode materials on the
performance of dual-chamber batch MFC was investigated in this study. G.
sulfurreducens was used as a biocatalyst and the anode materials that were chosen were
graphite plate and graphite felt. The specific growth rates determined for graphite plate
and graphite felt were 0.044 h-1 and 0.058 h-1 respectively. The cell attachment and
biofilm formation was found to be denser on the graphite felt surface under Scanning
Electron Microscopy (SEM). The maximum current recorded for graphite felt and
graphite plate was 2.08 mA and 0.66 mA respectively. Electrochemical Impedance
Spectroscopy (EIS) study was performed to determine the internal resistance at the
anode electrode. Nyquist Plot and Bode Plot were plotted and the experimental data was
fitted to an Equivalent Circuit Model (ECM) to represent the behavior of the
electrochemical system and validify the experimental data. The polarization resistance,
which was the major contributor to the internal resistance in our study, was determined
to be 445.22Ω and 204.7Ω, with residual sum square, χ2 of 0.647 and 0.1857 for
graphite plate and graphite felt respectively. It was found that the ECM fitted well with
our experimental data. This research clearly demonstrated that the type of anode
materials have an important role on the performance of MFC.
A study of anode materials on the performance of microbial fuel cell through electrochemical impedance spectroscopy / Yip Yan Sin