Page 32 - MaSzeSz hírcsatorna 2020/3.

nagy szerkezeti egység a katódtér, mely aerob. érintkezik a membránnal és egy víztároló egy-
A katód felületén játszódik le az oxigén redukci- ségből kapilláris effektussal szívja fel a szükséges
ós reakció (ORR), azaz az ide érkező elektronok vizet. Ez egyrészt biztosítja az ORR-hoz szüksé-
az oldott oxigénnel és protonokkal elreagálva ges nedvességet, másrészt pedig az elektronok
vizet képeznek. A két szerkezeti alegységet egy jellemzően erre a vezető anyagra érkezneka kül-
protonokra szelektív ioncserélő membrán (pl.: ső áramkörön keresztül. Ezt követi egy vasta-
Nafion© 117) választja el, mely egyrészt lehető- gabb, nagy fajlagos felületű porózus vezető ré-
vé teszi a protonfluxust az anódtérből a katód- teg, melyet gyakran valamilyen katalitikus hatású
térbe, azonban meggátolja az oxigén diffúzióját anyaggal vonnak be. Az egyik legelterjedtebb
az aerob katódtérből az anaerob anódtérbe. katalizátor a platinázott szénpor, ami mellett szól
Az ioncserélő membránon keresztüli proto- nagy katalitikus aktivitása, ám magas piaci ára
náramlás hajtóereje a kialakuló koncentrá- jelentősen hátráltatja az MFCk széleskörű elter-
ciógradiens, hiszen a katódoldatban a H+ io- jedését. Éppen ezért számos kutatás fókuszál
nok az ORR-nek köszönhetően fogynak, míg nem nemesfém alapú, alacsonyabb előállítási
az anódoldatban a mikrobiális tevékenység kö- költségű alternatív katalizátorok kifejlesztésére.
vetkeztében többlet keletkezik. Az elektrondo- Kifejezetten ígéretes jelöltek a különböző he-
nor redukált koenzimek és az elektronakceptor teroatommal (N, S) dópolt szén-aerogélek(Tar-
oxigén redoxpotenciáljának különbsége pedig dy et al. 2017). A légkatódos üzemanyagcellák
az elektronfluxus hajtóereje. aktív levegőztetést nem igényelnek, az oxigén
a légkörből diffúzióval jut el a porózus réteg
belsejébe. Alkalmazás szempontjából ezért ez
a konstrukció a legígéretesebb(Logan 2008), hi-
szen üzemeltetési energiaigénye alacsony, me-
lyet a rendszer által termelt bioelektromosság
részben fedezhet is.

Az úgynevezett légkatódos mikrobiális üzem-
anyagcellák (3. ábra) esetén nincs külön katód-
tér és katódoldat, az ORR a több rétegből álló
légkatód felületén játszódik le. Az első réteg
egy nedvesítő szénszövet, mely közvetlenül

32