整合微生物燃料电池和水培技术,使用陶膜分离器开发能源-水-食品供应系统
Chikashi Sato1, Wilgince Apollon2, Alejandro Isabel Luna-Maldonado2
1Department of Civil and Environmental Engineering, Idaho State University, 921 S. 8th Ave., Stop 8060, Pocatello, ID 83209, USA.
Membranes
|September 27, 2023
概括
一种与水栽培 (MFC-Hyp) 系统集成的新型微生物燃料电池被动地从废水中提供营养,显著促进植物生长和产生清洁能源. 这种可持续技术为未来的能源-水-食品系统提供了有希望的解决方案.
科学领域:
- 环境生物技术 环境生物技术
- 可持续能源系统 可持续能源系统
- 水耕式农业 水耕式农业
背景情况:
- 传统的水培系统需要外部的营养投入和能量.
- 微生物燃料电池 (MFC) 可以处理废水并产生电力.
- 将MFC与水培相结合,可以创建一个自给自足的系统.
研究的目的:
- 为了研究与水培系统 (MFC-Hyp) 集成的被动微生物燃料电池的性能.
- 用土豆加工废水评估营养物质的运输和植物生长的增强.
- 评估MFC-Hyp系统的发电潜力.
主要方法:
- 使用陶膜分离器将微生物燃料电池 (MFC) 与水培容器 (Hyp) 结合起来.
- 马加工废水被用作营养 (K,P,N) 和能源的来源.
- 大 (Allium tuberosum) 在水培系统中生长了49天.
主要成果:
- 与对照组相比,Allium tuberosum叶在MFC-Hyp的干重量增加了142%.
- 从MFC到水培容器观察到K,P和NO3-N的大量流量.
- MFC-Hyp系统实现了130.2mW m-2的最大功率密度.
结论:
- MFC-Hyp系统有效地利用废水营养来增强水培植物的生长.
- 该系统在没有外部能量输入的情况下被动运行,证明了营养恢复和能源产生.
- 作为集成能源-水-食品系统的碳中和解决方案,MFC-Hyp技术显示出强大的潜力.
