开发一种植物微生物燃料电池,种植水菜在一个悬浮浸水植物盆系统中
Yi-Hsuan Chen1, Shiue-Lin Li1, Ching-Ya Hung1
1Department of Environmental Engineering Science and Engineering, Tunghai University, No. 1727, Sec. 4, Taiwan Boulevard, Xitun District, Taichung City 407224, Taiwan.
Journal of bioscience and bioengineering
|September 18, 2024
概括
这项研究介绍了一种悬挂-沉浸-植物-盆系统,用于种植作物和回收电力. 在没有肥料的情况下,水菜植物实现了更好的发电量,证明了可持续能源发电的潜力.
科学领域:
- 农业工程 农业工程
- 环境科学 环境科学
- 生物电化学 生物电化学
背景情况:
- 传统农业在资源管理和能源消耗方面面临着挑战.
- 越来越需要可持续的系统,将粮食生产与可再生能源发电相结合.
- 微生物燃料电池 (MFC) 为生物能源生产提供了一个有前途的途径.
研究的目的:
- 开发和评估一种新的悬浮潜植盆系统 (HSPP),用于同时种植作物和回收电力.
- 调查肥料和环境条件对HSPP性能的影响.
- 分析HSPP内的微生物群落,并确定关键的电源物种.
主要方法:
- 设计和实施HSPP,其中包括一个部分沉浸在阴极水箱中的阳极土.
- 在不同的条件下 (例如,有/没有化学肥料) 监测闭路电压 (CCV) 和输出功率.
- 使用分子技术进行微生物社区分析,以识别外电原体.
主要成果:
- 在28天的化学肥料中观察到约250mV的稳定CCV.
- 没有肥料,水适应增强功率输出大约3mW m-2的28日.
- 伪omonas sp. 这种病毒是假的. 被确定为阳极中的主要外电原.
- 一个经过修改的HSPP设计实现了每台工厂大约27.1mW m-2的最大功率输出.
- 高温对氧气溶解度和CCV产生了负面影响.
结论:
- 高电站是共同生产作物和电力的可行系统.
- 没有肥料的植物适应可以导致HSPPs更好的发电.
- 伪omonas sp. 这种病毒是假的. 在发电过程中起着至关重要的作用.
- 需要进一步的研究来确定沉水水位对发电的影响,并优化系统性能.
