Mikrobiyal elektroliz mekanizmasının incelenmesi ve organik içeriği zengin atık sulara uygulanarak hidrojen gazı üretimi

Bu çalışmada Shewanella oneidensis MR-1 ve Geobacter metallireducens ekzoelektrojenik bakterileri ile kenar yüzeyli prolize grafit elektrotta (EPPG) mikrobiyal elektroliz yöntemiyle atık sulardan hidrojen gazı üretimi gerçekleştirilmiştir. Öncelikle model bir substrat, glukoz kullanılarak farklı potansiyellerde (0,5; 0,7 ve 1,0 V) standart bir elektrolitte elektroliz deneyleri yapılmış ve mikrobiyal elektroliz optimum potansiyeli belirlenmiştir. Buna göre, S. oneidensis MR-1 için 0,7 V ve G. metallireducens için 1,0 V optimum potansiyel olarak belirlenmiştir ve melas atık suyu ile yapılan çalışmalarda bu potansiyeller kullanılmıştır. Bakterilerin hidrojen üretim mekanizması döner disk elektrot sistemi ve dönüşümlü voltametre tekniği ile aydınlatılmaya çalışılmıştır. Voltametrik ölçümler sonucunda, EPPG elektrotta hidrojen oluşumunun yüksek potansiyellerde gerçekleştiği, ancak hidrojen oluşum reaksiyonunu sağlamak için gerekli aktivasyon enerjisinin bakteri varlığında oldukça düştüğü sonucuna varılmıştır. Kullanılan bakterilerden G. metallireducens?in hidrojen gazı oluşturma etkinliğinin daha iyi olduğu görülmüştür. Döner disk elektrot sistemi ile yapılan çalışmalarda S. oneidensis MR-1?e kıyasla, G. metallireducens elektrot yüzeyinde indirgenerek akımı arttırmakta ve bu sayede elektrot/çözelti arasındaki elektron transferini daha hızlı gerçekleştirebilmektedir. Artan katodik akımla elektron aktarımının yanı sıra proton aktarımı da hızlanmakta ve hidrojen oluşumunu daha etkin hale getirebilmektedir.