Publication:
Harvesting electricity from fungal fuel cell fed with lignocellulosic waste

Simple item page
cris.virtual.department#PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE#
cris.virtual.orcid#PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE#
cris.virtualsource.department60f4af94-ddf0-4757-8b04-181cad49e38e
cris.virtualsource.orcid60f4af94-ddf0-4757-8b04-181cad49e38e
dc.contributor.authorWan Nur Asiah Wan Mohd Shukri
dc.contributor.supervisorRaihan Othman, Ph.D
dc.contributor.supervisorNoraini Mohamed Noor, Ph.D
dc.contributor.supervisorMohd Saiful Riza Bashri, Ph.D
dc.contributor.supervisorMohd. Firdaus Abd. Wahab, Ph.D
dc.date.accessioned2024-12-12T04:04:28Z
dc.date.available2024-12-12T04:04:28Z
dc.date.issued2024
dc.description.abstractMicrobial fuel cell (MFC) suffers from low energy gain yield (output/cost) and is unsuitable for most practical implementations. Microbial zinc/air cell employing freely suspended white rot fungal Phanerochaete chrysosporium fed with empty fruit bunch (EFB) has demonstrated promising prospects as a sustainable MFC. This work aimed to increase the energy gain yield of the system by minimizing external control features, implementing low-cost design, and increasing the energy output. To fulfil the power output for most low-power applications, multiple MFCs need to be connected in a stacking configuration. However, the variation in individual MFC’s electromotive force (e.m.f) due to living microbes activities induces parasitic currents in parallel configuration. This work introduced a novel open-parallel unit-cell configuration for MFC stacking. All unit cells were connected in parallel configuration but hydrodynamically connected i.e. they shared a common electrolyte. Using this configuration, the discharge capacity of the MFC stack was extended 3.4 times, the total power output was increased by 2.6 times compared to the common parallel configuration, and the parasitic current was effectively eliminated. The microbial zinc/air cell is an air-cathode MFC. The air cathode is the most expensive component in an air-cathode MFC and, in most cases, requires an air aeration system. Therefore, this work designed and fabricated a low-cost and easy-to-fabricate air cathode. It is low cost because it is non-catalytic and the fabrication did not require special processes, only mere mechanical press of the cell holders. Further, the air cathode components of carbon felt, carbon fibre sheet and nickel mesh, were designed for operating under submerged conditions and depending only on dissolved oxygen. Therefore, air aeration is not required. The proposed air cathode was capable of sustaining a discharge current of 1 mA for 42 days (1008 mAh) under submerged conditions thus supporting its viability. Aside from the low-cost design, the cylindrical air cathode configuration also offers the advantage of compact multipolar design. Since the microbial zinc/air cell was fed with lignin rich EFB as a substrate for Phanerochaete chrysosporium, this work assessed its efficacy as a lignin rich agrowaste degradation cell. The rates of lignin degradation were evaluated under self-generated current and externally supplied current. It was found that electric current stimulus enhances the lignin degradation. Externally supplied current induced higher lignin degradation. However, when the current supplied was 5 mA or higher, it disrupted the lignin degradation rates.
dc.description.abstractarabicتعاني خلايا الوقود الميكروبية (MFC) من انخفاض إنتاجية اكتساب الطاقة (الناتج / التكلفة) وهي غير مناسبة لمعظم التطبيقات العملية. أظهرت خلايا الزنك / الهواء الميكروبية التي تستخدم فطريات العفن الأبيض المعلقة بحرية - تعرف باسم Phanerochaete chrysosporium - والتي تتغذى على عاقيد الفاكهة الفارغة (EFB) آفاقا واعدة باعتبارها خلايا وقود ميكروبية مستدامة. يهدف هذا العمل إلى زيادة إنتاجية اكتساب الطاقة للنظام عن طريق تقليل ميزات التحكم الخارجي الى الحد الأدنى ، وتنفيذ تصميم منخفض التكلفة ، وزيادة إنتاج الطاقة. لتحقيق مخرجات الطاقة لمعظم التطبيقات منخفضة الطاقة، يجب توصيل العديد من MFCs في تكوين تكديس. ومع ذلك ، فإن الاختلاف في القوة الدافعة الكهربائية الفردية (e.m.f)لخلايا MFC بسبب أنشطة الميكروبات الحية يحفز التيارات الطفيلية في التكوين المتوازي. قدم هذا العمل تكوينًا جديدًا لخلية وحدة متوازية ومفتوحة لتكديس MFC. كانت جميع خلايا الوحدة متصلة في تكوين متوازي ولكنها متصلة هيدروديناميكيًا أي أنها تشترك في إلكتروليت مشترك. باستخدام هذا التكوين، تم تمديد سعة التفريغ لمكدس MFC 3.4 مرة، وتم زيادة إجمالي انتاج الطاقة بمقدار 2.6 مرة مقارنة بالتكوين المتوازي المشترك، وتم القضاء على التيار الطفيلي بشكل فعال. إن خلية الزنك / الهواء الميكروبية هي عبارة MFC بكاثود هوائي. الكاثود الهوائي هو أغلى مكون في الكاثود الهوائي MFC، وفي معظم الحالات، يتطلب نظام تهوية الهواء. لذلك، في هذا العمل تم تصميم وتصنيع كاثود هوائي منخفض التكلفة وسهل التصنيع. يرجع انخفاض نكلفته لأنه غير محفز ولم يتطلب التصنيع عمليات خاصة ، فقط مجرد ضغط ميكانيكي لحاملي الخلايا. علاوة على ذلك ، تم تصميم مكونات كاثود الهواء من لباد الكربون وألواح ألياف الكربون وشبكة النيكل للعمل في ظل ظروف مغمورة والاعتماد فقط على الأكسجين المذاب. لذلك ، تهوية الهواء غير مطلوبة. كان كاثود الهواء المقترح قادرا على الحفاظ على تيار تفريغ قدره 1 مللي أمبير لمدة 42 يوما (1008 مللي أمبير في الساعة) في ظل ظروف مغمورة مما يدعم صلاحيته. بصرف النظر عن التصميم منخفض التكلفة ، يوفر تكوين كاثود الهواء الأسطواني أيضا ميزة التصميم المدمج متعدد الأقطاب. نظرًا لأن خلية الزنك / الهواء الميكروبية تم تغذيتها بمركب EFB الغني بالليجنين كركيزة لـ Phanerochaete chrysosporium، فقد قيم هذا العمل فعاليته كخلية تحلل زراعي غنية بالليجنين. تم تقييم معدلات تدهور اللجنين في ظل التيار المولد ذاتيًا والتيار المورد خارجيًا. وجد أن تحفيز التيار الكهربائي يعزز تدهور اللجنين. أدى التيار المورد خارجيًا إلى تحلل أعلى للجنين. ومع ذلك، عندما كان التيار المورد 5 مللي أمبير أو أعلى، فقد عطل معدلات تحلل اللجنين.
dc.description.cpsemailcps2u@iium.edu.my
dc.description.degreelevelDoctoral
dc.description.emailasiahsukri95@gmail.com
dc.description.identifierThesis : Harvesting electricity from fungal fuel cell fed with lignocellulosic waste / by Wan Nur Asiah binti Wan Mohd Sukri
dc.description.identityG2118660Wannurasiahwanmohdsukri
dc.description.kulliyahKulliyyah of Engineering
dc.description.nationalityMALAYSIA
dc.description.notesThesis (Ph.D)--International Islamic University Malaysia, 2024.
dc.description.physicaldescription1 online resource (xvi, 116 leaves) ; color illustrations.
dc.description.programmeDoctor of Philosophy in Engineering
dc.identifier.urihttps://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/32574
dc.language.isoen
dc.publisherKuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2024
dc.rightsJOINTLY OWNED WITH A THIRD PARTY(S) AND/OR IIUM
dc.titleHarvesting electricity from fungal fuel cell fed with lignocellulosic waste
dc.typedoctoral thesis
dspace.entity.typePublication
oairecerif.author.affiliation#PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE#

Files

Original bundle
Now showing 1 - 1 of 1
Loading...
Thumbnail Image
Name:
G2118660Wannurasiahwanmohdsukri_SEC.pdf
Size:
18.53 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Full text
Download

Collections

Doctoral Thesis