Математическое моделирование процессов в микробном топливном элементе с учётом их пространственной неоднородности

  • Дроботенко М.И. Кубанский государственный университет, Краснодар, Россия
  • Свидлов А.А. Кубанский государственный университет, Краснодар, Россия
УДК: 579.6+517

Аннотация

В работе рассмотрена пространственно неоднородная модель микробного топливного элемента мембранного типа, включающая уравнения электродиффузионных процессов для положительных и отрицательных ионов в анодной камере, уравнение динамики положительных ионов в катодной камере, уравнение Пуассона для потенциала, начальные и граничные условия. Для предложенной модели построена линеаризованная разностная задача, проведены модельные расчёты для МТЭ с различными геометрическими характеристиками, результаты получены в виде зависимости силы тока в цепи МТЭ от времени.

Ключевые слова: микробный топливный элемент, модельная сточная вода, анаэробная гетеротрофная микрофлора, факультативно анаэробная гетеротрофная микрофлора, математическое моделирование, геометрия анодной камеры, динамика вольт-амперынх характеристик

Информация об авторах

Михаил Иванович Дроботенко
канд. физ.-мат. наук, заведующий кафедрой математических и компьютерных методов Кубанского государственного университета
e-mail: mdrobotenko@kubsu.ru
Александр Анатольевич Свидлов
канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры математических и компьютерных методов Кубанского государственного университета
e-mail: svidlov@mail.ru

Литература

  1. Pinto R.P., Srinivasan B., Manuel M.-F., Tartakovsky B. A two-population bio-electrochemical model of a microbial fuel cell // Bioresource Technology. 2010. No. 101. P. 5256-5265.
  2. Oliveira V.B., Simoes M., Melo L.F., Pinto A.M.F.R. A 1D mathematical model for a microbial fuel cell // Energy. 2013. No. 61. P. 463-471.
  3. Picioreanua  C., Head I.M., Katuri K.P., Van Loosdrecht M.C.M., Scott K.. A computational model for biofilm-based microbial fuel cells // Water research. 2007. No. 41. P. 2921-2940.
  4. Picioreanu C., Van Loosdrecht M.C.M., Curtis T.P., Scott K. Model based evaluation of the effect of pH and electrode geometry on microbial fuel cell performance // Bioelectrochemistry. 2010. No. 78. P. 8-24.
  5. Дроботенко М.И., Волченко Н.Н., Самков А.А., Свидлов А.А. Математическое моделирование процессов в микробном топливном элементе мембранного типа // Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества. 2016. \No 4. C. 47-51.

Финансирование

Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (16-44-230908, 16-41-230117).Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (16-44-230908, 16-41-230117).

Страницы
81-85
Раздел
Физика
Прислано
2017-12-07
Опубликовано
2017-12-25

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)