Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/72672
Title: Selection of bacteria for use in microbial fuel cells by electric current
Other Titles: การคัดเลือกแบคทีเรียเพื่อใช้ในเซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพด้วยกระแสไฟฟ้า
Authors: Kamol Rodyou
Email: No information provinded
Advisors: Sirirat Reangpipat
Mana Sriyudthsak
Other author: Chulalongkorn University. Faculty of Science
Advisor's Email: No information provinded
Mana.S@Chula.ac.th
Subjects: Microbial fuel cells
Biomass energy
เซลล์เชื้อเพลิงจุลชีพ
พลังงานชีวมวล
Issue Date: 2008
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: Bacteria enriched under various electricity currents, were selected for tested in mediator-less microbial fuel cell. Total of 72 electricity enriched bacteria were isolated from three sources including, 28 isolates from sediment of pond in front of Physic I building, Chulalongkorn University, 40 and 4 isolates from sub-sediment from Koh Larn, Chonburi and soil from Phu Rua, Loei, respectively. Ferric reduction activity of all isolates under anaerobic condition was also characterized. Preliminary experiment found that acrylic model was not suitable for operating mediator-less MFC. Glass I and Glass II models were later designed and constructed for sterile system that suitable for microbiological aseptic techniques. Pure culture of 40 isolates of electricity enriched bacteria from Koh Larn were determined the ability of their self-mediate electron transfer in Glass I model. It can be concluded that ferric reduction activity has more impact than electricity current that used for selection and enrichment on the electricity generation of isolates in mediator-less MFC. In Glass I model, 12 isolates of Gram’s negative, ferric reducing, swarming bacteria from Koh Larn gave high current density ~11-13 mA m-2. After tested in Glass II, the highest of 18.57 mA m-2 and 0.62 mW m-2 for current density and power density, respectively were generated by KL22. These indicated that the increase of current density and power density more than those of Glass I, 67 % and 179%, respectively. As the results, anaerobic condition in anodic compartment enhanced electron transfer to anode electrode led to the increasing of electricity output. KL22 was identified as Proteus vulgaris by using 16S rDNA analysis and rapid identification kit API 20E. Proteus vulgaris can biocatalyse successfully in mediator-less MFC system from this study is firstly reported. Further improvements by optimizing the physical and chemical parameters of microbial fuel cells for the sustainable alternative energy in the future are required.
Other Abstract: ได้คัดเลือกแบคทีเรียด้วยกระแสไฟฟ้าค่าต่างๆ และนำมาทดสอบในเซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพที่ปราศจากตัว นำพาอิเล็กตรอน แบคทีเรียที่คัดเลือกได้ทั้งหมด 72 ไอโซเลต คัดแยกมาจาก 3 แหล่งดังนี้ 28 ไอโซเลต แยกจากตะกอนใต้บ่อพักน้ำเสีย ด้านหน้าตึกฟิสิกส์ 1 จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย 40 ไอโซเลต คัดแยกจากตะกอนใต้ดิน จากเกาะล้าน จังหวัดชลบุรี และ 4 ไอโซเลต จากดินที่อุทยานแห่งชาติภูเรือ จังหวัดเลย ทุกไอโซเลตถูกนำมาทดสอบความสามารถในการรีดิวซ์ไออนของเหล็กภายใต้ภาวะที่ไม่มีอากาศ จากการทดลองเบื้องต้น พบว่าการใช้โมเดลอะคริลิกไม่เหมาะสมต่อการนำมาใช้ในงานระบบเซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพที่ปราศจากตัวนำพาอิเล็กตรอน ต่อ มาได้ออกแบบและประดิษฐ์ โมเดล Glass I และ Glass II ที่ทำให้ปราศจากเชื้อเพื่อใช้เลี้ยงจุลินทรีย์ เมื่อนำแบคทีเรียบริสุทธิ์ 40 ไอโซเลต แยกจากเกาะล้านมาทดสอบความสามารถในการส่งผ่านอิเล็กตรอนด้วยตัวเองในโมเดล Glass I ทำให้สามารถสรุปได้ว่าความสามารถในการรีดิวซ์ไอออนของเหล็ก เป็นปัจจัยที่สำคัญต่อการผลิตกระแสไฟฟ้าของแบคทีเรียในเซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพมากกว่าความสามารถในการทนต่อกระแสไฟฟ้า ในโมเดล Glass I แบคทีเรียแกรมลบที่แยกจากเกาะล้าน 12 ไอโซเลต มีลักษณะโคโลนีแผ่ สามารถรีดิวซ์ไออนของเหล็ก ให้ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้า ประมาณ 11-13 มิลลิแอมแปร์ต่อตารางเมตร หลังจากนั้นเมื่อนำมาทดสอบในโมเดล Glass II พบว่า ไอโซเลต KL22 ให้ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าและความหนาแน่นกำลัง ไฟฟ้าสูงสุด เท่ากับ 18.57 มิลลิแอมแปร์ต่อตารางเมตรและ 0.62 มิลลิวัตต์ต่อตารางเมตร ตามลำดับ ซึ่งมีค่าเพิ่มขึ้นจากเดิมเมื่อเทียบกับค่าความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าและความหนาแน่นกำลังไฟฟ้าสูงสุดที่ได้จากโมเดล Glass I เท่ากับ 67 และ 179 เปอร์เซ็นต์ ตามลำดับ จากผลดังกล่าวทำให้ทราบว่า ในภาวะที่ไม่มีอากาศ ช่วยทำให้ อิเล็กตรอนถ่ายโอนไปที่ขั้วไฟฟ้าได้ดีขึ้นส่งผลให้ได้ไฟฟ้าเพิ่มมากขึ้น เมื่อวิเคราะห์ลำดับของ16S rDNA และทดสอบด้วยชุด API 20E สามารถพิสูจน์เอกลักษณ์ของ ไอโซเลต KL22 เป็น Proteus vulgaris ผลการศึกษานี้เป็นรายงานแรกที่แสดงความสำเร็จของ Proteus vulgaris ในการคะตะไลซ์ในเซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพที่ปราศจากตัวนำพาอิเล็กตรอนได้ อย่างไรก็ตาม ควรศึกษาหาภาวะที่เหมาะสมของพารามิเตอร์ทางกายภาพและทางเคมีที่มีผลต่อเซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพ ทั้งนี้เพื่อความยั่งยืนของการพัฒนาพลังงานทางเลือกในอีกรูปแบบหนึ่ง
Description: Thesis (M.Sc.)--Chulalongkorn University, 2008
Degree Name: Master of Science
Degree Level: Master's Degree
Degree Discipline: Industrial Microbiology
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/72672
Type: Thesis
Appears in Collections:Sci - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
4872206723_2008.pdf1 MBAdobe PDFView/Open


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