Alternative biofuel materials for microbial fuel cells from poplar wood

In this study, biofuel properties of poplar wood materials rich in organic materials were investigated for microbial fuel cells. Therefore, in this study, investigates the chemical, biochemical properties with electrochemical performance of single chamber microbial fuel cell manufactured using poplar biomass materials, natural soil, graphite anode electrode and graphite cathode electrode. With the increase in the weight of the poplar tree in the microbial fuel cells, the power density increased. SEM, EDS, FTIR analyses showed that bacillus and coccus type bacteria in the natural structure of the soil act as the catalyst in the anode electrode. Poplar wood, electrodes and bacteria have served in harmony. According to experimental results, the maximum power reaches to 16.88 mW and microbial fuel cell successfully displays a maximum power density of 8555 mW/m2. All these results indicate that poplar wood may be appropriate biofuel sources for electrical energy generation as an effective environmentally microbial fuel cell technology

Kompost mikrobiyal yakıt hücreleri için titanyum elektrot performansının incelenmesi

Mikrobiyal yakıt hücresi, hem atıksu arıtımı hem de elektrik üretiminin aynı anda gerçekleştiği güzel bir enerji üretim teknolojisidir. Yeşil enerjiye olan talep artıyor ve mikrobiyal yakıt hücreleri gibi biyoelektrokimyasal cihazlar bu amaç için kullanılabilir. Kompost mikrobiyal yakıt hücresi, kompost malzemelerden elektrik enerjisi üretmenin umut verici bir yoludur. Bir kompost mikrobiyal yakıt hücresinde, organik kompost malzemeleri, mikrobiyal yakıt hücresindeki bakterilerle ayrışır ve organik materyallerdeki mikrobiyal etki ile biyoenerji üretmek için kullanılır. Kompost malzemelerinden salınan organik madde, organik maddelerin yakınında toprakta bulunan bakteriler tarafından elektronlara ve protonlara dönüştürülür. Elektronlar, anot elektrottan ve dış devreden katot elektrotuna gider. Protonlar, elektrolit aracılığıyla katot elektrotuna gider. Elektronlar, protonlar ve havadan gelen oksijen katod elektrodunda birleşir. Böylece, mikrobiyal yakıt hücresi elektrik enerjisi ve su üretir. Bu çalışmada, farklı miktarlarda organik kompost malzemelerle beslenen, elektrotlar olarak titanyum plakaları olan, tek odacıklı, membransız mikrobiyal yakıt hücreleri 10 gün boyunca çalıştırıldı. Ağırlıkça % 1, % 10 ve% 20 kompost malzemeleri içeren mikrobiyal yakıt hücreleri, sırasıyla, MYH-I, MYH-II ve MYH-III olarak adlandırılmıştır. Elde edilen maksimum enerji, 4.025 mW/m2 değerinde bir maksimum güç yoğunluğu ile ifade edildi ve bu değer MYH-III'e aittir. Kompost mikrobiyal yakıt hücrelerinin açık devre gerilimleri (Voc) 10 günlük çalışma sırasında zamanla değişir. MYH I, MYH-II ve MYH-III'ün en yüksek açık devre gerilimleri sırasıyla 375 mV, 380 mV ve 383 mV olarak ölçülmüştür. Bu çalışmada mikroskop görüntüleri ile görüntülenen coccus türü bakteriler, MYH-I, MYH-II ve MYH-III için biyokatalizör görevi gördü. Bu çalışma, titanyum elektrotların kompost mikrobik yakıt hücreleri için elektrik üretme kabiliyetine sahip olduğunu göstermiştir. İlaveten, titanyum elektrotlarının karbon bezi, grafit, grafen oksit gibi elektrotlara alternatif bir elektrot olduğu bulunmuştur.Microbial fuel cell is a nice energy production technology where both wastewater treatment and electricity generation take place concurrently. There is increasing demand for green energy, and bioelectrochemical devices, such as microbial fuel cells, can be used for this goal. The compost microbial fuel cell is one promising way to produce electrical energy from compost materials. In a compost microbial fuel cell, organic compost materials are decomposed with the bacteria at the microbial fuel cell and used to generate bioenergy by the microbial action on organic materials. The organic matter released through from compost materials is converted into electrons and protons by the bacteria present in soil near the organic materials. The electrons are go to to cathode electrode through from anode electrode and the external circuit. Protons are go to the cathode electrode through the electrolyte. The electrons, protons, and oxygen from air combine in the cathode electrode. Thus, the microbial fuel cell produces electrical energy and water. In this study, the single chambered, non-membrane microbial fuel cells with titanium plates as electrodes, fed with the different quantities organic materials of compost, were run for 10 days. Microbial fuel cells containing 1%, 10% and 20% by weight of compost materials were named as MYH-I, MYH-II and MYH-III, respectively. The maximum energy obtained was expressed by a maximum power density of 4.025 mW/m2 value and this value belongs to MYH-III. The open circuit voltages (Voc) of compost microbial fuel cells varies over time in 10 days of operation. The highest open circuit voltages of MYH I, MYH-II and MYH-III were measured as 375 mV, 380 mV and 383 mV, respectively. In this study, coccus type bacteria, which were imaged with microscope images, acted as biocatalysts for MYH I, MYH-II and MYH-III. This study demonstrated that titanium electrodes has the ability to produce electricity for compost microbial fuel cells. In addition, titanium electrodes have been found to be an alternative electrode to electrodes such as carbon cloth, graphite, graphene oxide

Mikrobiyal yakıt hücrelerinde kullanılan saf kültür mikroorganizmaları ve genel özellikleri

Biyokütle enerjisi, günümüzün artan enerji taleplerini karşılamakta kaçınılmaz bir görev yürüten yenilenebilir bir enerjidir. Biyoyakıtların aksine, mikrobiyal yakıt hücreleri organik malzemelerde toplanan enerjiyi doğrudan biyoelektrikliğe dönüştürür. Mikrobiyal yakıt hücreleri, kalkınma odaklı ve çok yönlü bir yenilenebilir enerji teknolojisidir. Mikrobiyal yakıt hücresi (MYH), çeşitli organik malzemelerden (substratlardan) elektrik enerjisi üretimi için kullanılan çevre dostu bir teknolojidir. Mikrobiyal yakıt hücreleri, doğrudan elektrik enerjisi üretimi için alternatif bir enerji dönüşüm sistemi olarak büyük ilgi gördü. Mikrobiyal yakıt hücreleri (MYH’ler), atık ortamda yakıt kaynağı olarak düşük dereceli organik karbonları kullanabilir. Mikrobiyal yakıt hücrelerinin, yakıt kaynağı olarak düşük dereceli biyokütle veya hatta atık su kullanabilmesinden dolayı belirgin faydaları vardır. Mikrobiyal yakıt hücrelerinde elektrik üretiminin temeli, organik malzemelerin mikroorganizmalar tarafından katalize edilmesidir. Çünkü mikrobiyal yakıt hücreleri, organik maddeleri (substrat) oksitlemek için biyokatalizörler olarak mikroorganizmaları kullanır. Bir mikrobiyal yakıt hücresinde, organik maddeler (substratlar) elektron vericileridir. Organik malzemelerin oksidasyon (biyokataliz) çalışmalarından sonra anodik biyofilm bakterileri tarafından açığa çıkarılan elektronlar ilk önce anoksik koşullar altında anot elektrota aktarılır. Bu işlemleri yapan bakterilere elektrojen denir. Anot elektrot, elektrojenik biyofilm bakterileri tarafından anaerobik solunum için elektron alıcısı olarak kullanılır. Yani, anot ve mikroorganizma arasında bir elektron transfer işlemi gerçekleşir. Mikroorganizma ve elektrotlar arasındaki elektron transferi, doğrudan elektron transferi ve dolaylı (aracılı) elektron transferi olmak üzere iki mekanizmada gerçekleşir. Bu çalışmada, elektrojenik mikroorganizmalardan anot elektroduna elektron transfer mekanizması ayrıntılı olarak tartışılmıştır. Saf mikroorganizma kültürlerinin mikrobiyal yakıt hücrelerinde kullanımı anlatılmıştır. Bu çalışmanın sonucuna göre, yüksek elektrokimyasal aktivitelere sahip elektrojenik mikroorganizmaların keşfi, muhtemelen gelecekteki pratik sistem çalışmaları için mikrobiyal yakıt hücrelerinin gelişimini teşvik etmek için olağanüstü bir durum olacaktır

Serum Adipokine and Ghrelin Levels in Nonalcoholic Steatohepatitis

Adipokines and ghrelin play role in insulin resistance, the key pathophysiological abnormality in patients with nonalcoholic fatty liver diseases. In the present study, relationship between nonalcoholic steatohepatitis (NASH) and serum adipokine and ghrelin levels was investigated. Thirty seven patients with biopsy-proven NASH and 25 age- and sex-matched controls were enrolled. Ten of NASH patients (27%) had diabetes mellitus (n = 5) or impaired glucose tolerance (n = 5). Body mass index (BMI) was less than 30 kg/m(2) in 67.6% of patients, while in the remaining 32.4% it was more than 30 kg/m(2). Serum adiponectin, leptin, TNF-α, and ghrelin were determined. Serum leptin (15.49 ± 4.84 vs 10.31 ± 2.53) and TNF-α (12.1 ± 2.7 vs 10.31 ± 2.56) levels were significantly higher in the NASH group compared to in the control group (P < .001 for each). Nevertheless, adiponectin (11.1±2.1 vs 17.3±2.8) and ghrelin (6.46±1.1 vs 7.8±1.1) levels were lower in the NASH group than in the control group (P < .001 for each). Serum levels of the adipokines and ghrelin, however, were comparable in the subgroups of patients regardless of whether BMI was < 30 or > 30 or glucose tolerance was impaired or not (P > .05). Additionally, neither adipokines nor ghrelin was correlated with histopathological grade and stage (P > .05). In conclusion; there is a significant relationship between NASH and adipokines and ghrelin independent from BMI and status of the glucose metabolism. These cytokines that appear to have role in the pathogenesis of NASH, however, do not have any effect upon the severity of the histopathology

Investigation of Polymer Biofilm Formation on Titanium-Based Anode Surface in Microbial Fuel Cells with Poplar Substrate

Microbial fuel cells (MFCs) have attracted attention by directly converting the bioelectrochemical energy possessed by the organic materials that make up the biomass into electrical energy. In this study, the relationship between the biofilm formed on the titanium-based anode electrode surface, and the chemical composition of the substrate, the energy source of MFC, was investigated. For this, MFCs were made by using poplar wood shavings rich in organic material as the substrate, titanium-based material as the anode electrode, and natural soil as bacterial habitat. Three types of MFCs containing 1%, 10%, and 20% poplar wood shavings by weight were made and named P1-MFC, P2-MFC, and P3-MFC, respectively. According to electrochemical analysis, P3-MFC provided the highest open circuit voltage with 490 mV value, and the highest power density with 5.11 mW/m2 value compared to other MFCs. According to optical microscopy examinations, there were Bacillus and Coccus species of bacteria in the soil structure, and these bacteria also existed around the fiber of poplar wood shavings in MFCs. Scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive spectrum (EDS), and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) analysis showed that MFCs formed biofilm in the titanium-based anode, and the chemical composition of this biofilm with poplar tree was similar. As a result, due to the catalysis reactions of bacteria, the titanium-based anode electrode surface was coated with polymer biofilm released from poplar wood shavings