Растительно-микробный топливный элемент на примере салата при культивировании методом панопоники

Авторы

  • Татьяна Эдуардовна Кулешова Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН
  • Николай Ростиславович Галль Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН
  • Александр Сергеевич Галушко Агрофизический научно-исследовательский институт
  • Ольга Рудольфовна Удалова Агрофизический научно-исследовательский институт
  • Виталий Евгеньевич Вертебный Агрофизический научно-исследовательский институт
  • Гаянэ Геннадьевна Панова Агрофизический научно-исследовательский институт

DOI:

https://doi.org/10.28983/asj.y2021i1pp24-28

Ключевые слова:

РМТЭ, ризосфера, растения салата, метод панопоники, интенсивная светокультура, биоэлектрический потенциал, электрогенез, последовательное соединение, нагрузка

Аннотация

Приведены результаты разработки экспериментальной ячейки растительно-микробного топливного элемента (РМТЭ), направленной на совместное получение электроэнергии и растительной продукции. Величина генерируемых в многосуточном режиме биоэлектрических потенциалов (БЭП), при использовании в качестве растительной культуры салата, культивируемого методом тонкослойной панопоники, составляет ~100 мВ. Показана важность обеспечения поверхностного электрического контакта корней с электродами. Отмечено, что в качестве электродвижущей силы (ЭДС) могут выступать как окислительно-восстановительные реакции в питательном растворе, так и корневая система растений. Рассмотрен вопрос о создании на основе исследованных РМТЭ батареи, приводящей к суммированию электрических параметров на длительный период (более 3 суток) лишь в случае однородности входящих в электрическую цепь элементов.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Биографии авторов

Татьяна Эдуардовна Кулешова, Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН

научный сотрудник

Николай Ростиславович Галль, Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН

д-р физ.-мат. наук

Александр Сергеевич Галушко, Агрофизический научно-исследовательский институт

канд. биол. наук

Ольга Рудольфовна Удалова, Агрофизический научно-исследовательский институт

канд. с-х наук

Виталий Евгеньевич Вертебный, Агрофизический научно-исследовательский институт

старший научный сотрудник

Гаянэ Геннадьевна Панова, Агрофизический научно-исследовательский институт

канд. биол. наук

Библиографические ссылки

Ермаков А.И., Арасимович В.В., Ярош Н.П. Методы биохимического исследования растений. – Л.: Агропромиздат, 1987.

Кулешова Т.Э., Бушлякова А.В., Галль Н.Р. Неинвазивное измерение биоэлектрических потенциалов растений // Письма в ЖТФ. – 2019. – Т. 45. – №. 5. – С. 6–8.

Основы физического моделирования «идеальных» агроэкосистем / -Г.Г. Панова [и др.] // Журнал технической физики. – 2020. – Т. 90. – № 10. – С. 1633–1639.

Черноусов И.Н., Панова Г.Г., Удалова О.Р., Александров А.В. Патент РФ на полезную модель. 2019. № 189309. Бюл. № 15.

Шеремет В.В., Волченко Н.Н., Самков А.А. Влияние состава питательной среды и растительного компонента на электрогенез в растительно-микробном топливном элементе // Биотехнология и общество в XXI веке. – 2015. – С. 429–431.

Deng H., Chen Z., Zhao F. Energy from plants and microorganisms: progress in plant–microbial fuel cells // ChemSusChem., 2012, Vol. 5, No. 6, P. 1006–1011.

Helder M., Chen W.S., Van Der Harst E.J., Strik D.P., Hamelers H.B.V., Buisman C.J., Potting, J. Electricity production with living plants on a green roof: environmental performance of the plant-microbial fuel cell // Biofuels, Bioproducts and Biorefining, 2013, Vol. 7, No. 1.

Mohan S.V., Mohanakrishna G., Chiranjeevi P. Sustainable power generation from floating macrophytes based ecological microenvironment through embedded fuel cells along with simultaneous wastewater treatment // Bioresource technology, 2011, Vol. 102, No. 14, P. 7036–7042.

Schamphelaire L.D., Bossche L.V.D., Dang H.S., H?fte M., Boon N., Rabaey K., Verstraete W. Microbial fuel cells generating electricity from rhizodeposits of rice plants // Environmental Science & Technology, 2008, Т. 42, No. 8, P. 3053–3058.

Strik D.P., Hamelers H.V.M., Snel J.F., Buisman C.J. Green electricity production with living plants and bacteria in a fuel cell // International Journal of Energy Research., 2008, Т. 32, No. 9, P. 870–876.

Strik D.P., Timmers R.A., Helder M., Steinbusch K.J., Hamelers H.V., Buisman C. J. Microbial solar cells: applying photosynthetic and electrochemically active organisms // Trends in biotechnology, 2011, Vol. 29, No. 1, P. 41–49.

Timmers R.A., Strik D.P., Hamelers H.V., Buisman C.J. Electricity generation by a novel design tubular plant microbial fuel cell // Biomass and Bioenergy, 2013, Т. 51, P. 60–67.

Tou I., Azri Y.M., Sadi M., Lounici H., Kebbouche-Gana S. Chlorophytum microbial fuel cell characterization // International Journal of Green Energy, 2019, Vol. 16, No. 12, P. 947–959.

Загрузки

Опубликован

2021-01-27

Выпуск

Раздел

Агрономия