Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2024, выпуск 9 » Статья стр. 1561
<<<>>>
Свойства биоэлектрохимических систем на основе электрогенных процессов в корнеобитаемой среде салата при их масштабировании
Российский научный фонд и Санкт-Петербургский научный фонд, «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» (региональный конкурс), 23-26-10050
Кулешова Т.Э. 1, Эзерина Е.М. 1, Вертебный В.Е. 1, Хомяков Ю.В. 1, Панова Г.Г. 1
1Агрофизический научно-исследовательский институт, Санкт-Петербург, Россия
Email: www.piter.ru@bk.ru, lehzerina@yandex.ru, verteb22@mail.ru, himlabafi@yandex.ru, gaiane@inbox.ru
Поступила в редакцию: 29 февраля 2024 г.
В окончательной редакции: 11 июля 2024 г.
Принята к печати: 17 июля 2024 г.
Выставление онлайн: 24 августа 2024 г.
PDF версия
Представлено исследование свойств биоэлектрохимических систем при их масштабировании путем последовательного соединения ячеек. В качестве растительного объекта выбран салат сорта Тайфун, а технологии культивирования - панопоника. Полученное среднее напряжение одной ячейки составило 102 mV, трех и двадцати последовательно соединенных ячеек - 197 и 1782 mV соответственно, что ниже ожидаемых значений на 36 и 13%. Анализ разности потенциалов, создаваемой в каждой ячейке в цепи из нескольких последовательно соединенных биоэлектрохимических систем, показал существенную неравномерность показателей и даже наличие отрицательной полярности. Снижение суммарной мощности при создании батарей из биоэлектрохимических систем отмечено многими исследователями и связывается с неоднородностью элементов, входящих в цепь, и наличием реверсивных напряжений. Наиболее эффективный путь увеличения мощностных характеристик биоэлектрохимических систем заключается в аккумулировании получаемой биоэнергии с использованием ионисторов. Ключевые слова: растительно-микробный топливный элемент, последовательное соединение, зеленая энергия, панопоника, ионисторы.
  1. B.E. Logan. Microbial Fuel Cells (JohnWiley\&Sons, NY., 2008), DOI: 10.1002/9780470258590
  2. A.J. McCormick, P. Bombelli, R.W. Bradley, R. Thorne, T. Wenzel, C.J. Howe. Energy Environmental Sci., 8 (4), 1092 (2015). DOI: 10.1039/C4EE03875D
  3. D.P. Strik, H.V.M. Hamelers, J.F. Snel, C.J. Buisman. J. Energy Research, 32 (9), 870 (2008). DOI: 10.1002/er.1397
  4. D. Pant, G. Van Bogaert, L. Diels, K. Vanbroekhoven. Bioresource Technol., 101 (6), 1533 (2010). DOI: 10.1016/j.biortech.2009.10.017
  5. A.N. Ghadge, M. Sreemannarayana, N. Duteanu, M.M. Ghangrekar. J. Electrochem. Sci. Eng., 4, 315 (2014). DOI: 10.5599/jese.2014.0047
  6. X. Li, N. Zhu, Y. Wang, P. Li, P. Wu, J. Wu. Bioresour Technol., 128, 454 (2013). DOI: 10.1016/j.biortech.2012.10.053
  7. N. Bourdakos, E. Marsili, R. Mahadevan. Biotechnol. Bioeng, 111, 709 (2014). DOI: 10.1002/bit.25137
  8. P.J. Sarma, K. Mohanty. An Insight into Plant Microbial Fuel Cells. In R.N. Krishnaraj, R.K. Sani (ed.). Bioelectrochemical interface engineering (John Wiley \& Sons, Inc., 2020), ch. 8, p. 137-148. DOI: 10.1002/9781119611103.ch8
  9. R.A. Timmers, D.P. Strik, H.V. Hamelers, C.J.N. Buisman. Appl. Microbiol. Biotechnol., 86, 973 (2010). DOI: 10.1007/s0025301024407
  10. K.R.S. Pamintuan, C.S.A. Reyes, D.K.O. Lat. E3S Web of Conf. --- EDP Sci., 181, 01007 (2020). DOI: 10.1051/e3sconf/202018101007
  11. P. Aelterman, S. Shah, R. Prasad. Methodology Technol., 40 (17), 5181 (2006). DOI: 10.2174/1874070702115010131
  12. M. Helder, D.P. Strik, H.V.M. Hamelers, C.J.N. Buisman. Biotechnol. Biofuels, 5 (1), 1 (2012). DOI: 10.1186/1754-6834-5-70
  13. A.N. Ghadge, M.M. Ghangrekar, K. Scott. J. Renew Sustain Energy, 8 (4), 44302 (2016). DOI: 10.1063/1.4961587
  14. E.D. Penteado, C.M. Fernandez-Marchante, M. Zaiat, E.R. Gonzalez, M.A. Rodrigo, Brazilian. J. Chem. Eng., 35, 141 (2018). DOI: 10.1590/0104-6632.20180351S20160411
  15. D.A. Jadhav, A.K. Mungray, A. Arkatkar, S.S. Kumar. Sustainable Energy Technol. Assessments, 45, 101226 (2021). DOI: 10.1016/j.seta.2021.101226
  16. S. Cheng, B.E. Logan. Bioresour. Technol., 102, 4468 (2011). DOI: 10.1016/j.biortech.2010.12.104
  17. A.N. Ghadge, D.A. Jadhav, M.M. Ghangrekar. Environ. Prog. Sustain. Energy, 35 (6), 1809 (2016). DOI: 10.1002/ep.12403
  18. K.R.S. Pamintuan, A.M.C. Katipunan, P. Ann. O. Palaganas, A.R. Caparanga. Intern. J. Renewable Energy Development, 9 (3), 439 (2020). DOI: 10.14710/ijred.2020.29898
  19. E.B. Estrada-Arriaga, Y. Guillen-Alonso, C. Morales-Morales, L.E. Garci a-Sanchez, O. Bahena-Bahena, O. GuadarramaPerez, F. Loyola-Morales, Water Sci. Technol., 76 (3), 683 (2017). DOI: 10.2166/wst.2017.253
  20. A. Gurung, S.E. Oh. Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization and Environmental Effects, 34 (17), 1569 (2012). DOI: 10.1080/15567036.2012.660561
  21. Г.Г. Панова, О.Р. Удалова, Е.В. Канаш, А.С. Галушко, А.А. Кочетов, Н.С. Прияткин, М.В. Архипов, И.Н. Черноусов. ЖТФ, 91 (10), 1633 (2020). DOI: 10.21883/JTF.2020.10.49792.429-19 [G.G. Panova, O.R. Udalova, E.V. Kanash, A.S. Galushko, A.A. Kochetov, N.S. Priyatkin, M.V. Arkhipov, I.N. Chernousov. Tech. Phys., 65 (10), 1562 (2020). DOI: 10.1134/S1063784220100163]
  22. В.А. Чесноков, Е.Н. Базырина, Т.М. Бушуева. Выращивание растений без почвы (Изд-во ЛГУ, Л., 1960)
  23. Т.Э. Кулешова, А.В. Бушлякова, Н.Р. Галль. Письма в ЖТФ, 45 (5), 6 (2019). DOI: 10.21883/PJTF.2019.05.47387.17541
  24. Т.Э. Кулешова, Г.Г. Панова, Н.Р. Галль, А.С. Галушко. Письма в ЖТФ, 48 (8), 29 (2022). DOI: 10.21883/PJTF.2022.08.52363.19066 [T.E. Kuleshova, G.G. Panova, N.R. Gall, A.S. Galushko. Tech. Phys. Lett., 48 (4), 66 (2022). DOI: 10.21883/TPL.2022.04.53176.19066]
  25. Т.Э. Кулешова, Н.Р. Галль, А.С. Галушко, Г.Г. Панова. ЖТФ, 91 (3), 510 (2021). DOI: 10.21883/JTF.2021.03.50531.185-20
  26. A. Mukherjee, R. Patel, P. Zaveri, M.T. Shah, N.S. Munshi. Lett. Appl. Microbiol., 75 (785), 795 (2021). DOI: 10.1111/lam.13612
  27. M. Sugnaux, C. Savy, C.P. Cachelin, G. Hugenin, F. Fischer. Bioresour. Technol., 238, 519 (2017). DOI: 10.1016/j.biortech.2017.04.072
  28. C. Santoro, C. Arbizzani, B. Erable, I. Ieropoulos. J. Power Sources, 356, 225 (2017). DOI: 10.1016/j.jpowsour.2017.03.109
  29. S. Chen, S.A. Patil, R.K. Brown, U. Schroder. Appl. Energy, 233- 234, 15 (2019). DOI: 10.1016/j.apenergy.2018.10.015
  30. D.A. Jadhav, PhD Dissertation (Kharagpur, Indian Institute of Technology Kharagpur, 2017)
  31. B. Liu, Y. Lei, B. Li. Biosens Bioelectron., 62, 308 (2014). DOI: 10.1016/j.bios.2014.06.051
  32. A. Kaur, J. Rae, I. Michie, R.M. Dinsdale, A.J. Guwy, G.C. Premier. Biosens. Bioelectron., 47, 50 (2013). DOI: 10.1016/j.bios.2013.02.033
  33. I. Rusyn, O. Medvediev. SSRN, [Preprint] (2022). DOI: 10.2139/ssrn.4201005
  34. J.C. Gоmora-Hernаndez, J.H. Serment-Guerrero, M.C. Carreno-de-Leоn, N. Flores-Alamo. Rev. Mex. Ing. Quim., 19 (1), 227 (2020). DOI: 10.24275/rmiq/IA542
  35. W. Apollon, L.L. Valera-Montero, C. Perales-Segovia, V.A. Maldonado-Ruelas, R.A. Ortiz-Medina, J.F. Gomez-Leyva, M.A. Vazquez-Gutierrez, S. Flores-Beni tez, S.K. Kamaraj. Sustain Energy Technol. Assess, 49, 101730 (2022). DOI: 10.1016/j.seta.2021.101730
  36. G.G. Panova, A.V. Teplyakov, A.B. Novak, M.A. Levinskikh, O.R. Udalova, G.V. Mirskaya, Yu.V. Khomyakov, D.M. Shved, E.A. Ilyin, T.E. Kuleshova, E.V. Kanash, Yu.V. Chesnokov. Agronomy, 13 (12), 3038 (2023). DOI: 10.3390/agronomy13123038
  37. I.A. Ieropoulos, J. Greenman, C. Melhuish, I. Horsfield. Chem. Sus. Chem., 5, 1020 (2012). DOI: 10.1002/cssc.201200283
  38. S. Wilkinson. Aut. Robots, 9, 99 (2000)
  39. C. Melhuish, I. Ieropoulos, J. Greenman. Aut. Robots, 21, 187 (2006). DOI: 10.1007/s10514-006-6574-5

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme