Спосіб прямого отримання біологічної електрики з глибинних шарів ґрунту

Реферат: Спосіб отримання біологічної електрики з глибинних шарів ґрунту включає введення в ґрунт електродної пари: графітового катода та оцинкованого стального анода, які з'єднані із зовнішнім електричним ланцюгом, що містить споживач енергії. До електродів кріпляться мідні дроти, до катодів, за допомогою кріпильних елементів, з нержавіючої сталі, до анодів з використанням запаювання олов'яним сплавом, виконані з можливістю збирати біоелектрику електрони та протони, доновані ґрунтовими мікроорганізмами, на довільній глибині з товщі ґрунту. UA 112093 U (54) СПОСІБ ПРЯМОГО ОТРИМАННЯ БІОЛОГІЧНОЇ ЕЛЕКТРИКИ З ГЛИБИННИХ ШАРІВ ҐРУНТУ UA 112093 U UA 112093 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель належить до отримання біологічної альтернативної енергетики, зокрема електрики з глибинних шарів ґрунту, насадженого рослинами чи без рослинного покриву Відомі способи прямого отримання електричної енергії із ґрунту [1], коли електроди вводяться у ґрунт, в якому розвиваються мікроорганізми і рослини та з будь-якого електроліту [2] чи з електрохімічної реакції [3], що полягає у введенні електроліту в паливну комірку у простір між анодом і катодом. Проведення електрохімічної реакції потребує спеціального обладнання та постійного його обслуговування, зокрема паливної комірки, в якій і розміщена електродна пара та пристрою подачі електроліту, що є недоліком двох способів [2,3]. Використання для отримання електрики ґрунту, в якому розвиваються рослини та мікроорганізми [1,4], потребує і незначних затрат, і може експлуатуватись необмежений час. Така біосистема може тривалий час слугувати джерелом біоелектрики, оскільки, ґрунт з електродами та рослинним покривом чи і без нього, як в природних умовах, так і в лабораторних умовах у контейнері, куди одноразово вноситься ґрунт та електроди функціонують досить тривало [1,4]. Рослинний покрив забезпечує безперервне отримання енергії з ґрунту, оскільки кореневі виділення підтримують ріст ґрунтових бактерій та не допускають випаровування вологи, необхідної для розвитку мікроорганізмів, що генерують біоелектрику [1]. Проте, в даному випадку, постає проблема, як зібрати електрони та протони, що циркулюють в глибших шарах ґрунту. Це і є недоліком моделі, вибраної як прототип [1]. Адже дана технологічна схема передбачає розміщення електродів, лише в поверхневих шарах ґрунту. В основу корисної моделі поставлена задача отримання біоенергії з товщі ґрунту економічним незатратним способом без зниження ефективності збору біоелектрики. Проблема високої вартості систем збору енергії є однією з основних недоліків всіх зарубіжних аналогів. Зокрема, використовувані науковою групою Марджолайн Хелдер (М. Helder) [4, 5, 6] золоті дроти та дроти, вкриті тефлоновим покриттям є економічно невигідними та досить дорогими. Тому пошук нових дешевих матеріалів, з яких можливе створення ефективної системи для збирання біоелектрики та отримання її з глибин ґрунту є надзвичайно актуальним. Економічною та технічною задачею, яку вирішує корисна модель є пропозиція під'єднання ізольованих мідних дротів до пари електродів, які поміщаються в ґрунт, що є новизною цієї корисної моделі. Вони представляють можливість відбору електрики ґрунту з глибинних шарів за допомогою економічно малозатратного способу. Згідно з корисною моделлю, в катоді здійснюється наскрізний отвір, в який поміщається зачищена частина мідного дроту, що закріплюється механічно, за допомогою кріпильних елементів з нержавіючої сталі, а виступаючі назовні зачищені частини дроту вкриваються ізоляційною стрічкою. До анода дріт кріпиться загинанням електрода довкола неізольованої частини дроту з наступним запаюванням олов'яним сплавом для уникнення втрат провідності. Як провідники використовуються мідні багатожильні та одножильні дроти січенням 1,5 мм-3 мм, необхідної довжини. Такі катоди та аноди можна використовувати глибоко у ґрунті, безпосередньо в зоні асоціації рослинного коріння та мікроорганізмів, де відбувається вивільнення електронів та протонів. Проведені експерименти показали, що під'єднання ізольованого мідного дроту не погіршує властивостей електродів. Фіксували біоелектричний потенціал (БЕП) і силу струму (І) лабораторного ґрунту, покази знімали через дріт та безпосередньо через ті ж самі катоди та аноди. Було виявлено, що біоелектричний потенціал та сила струму лабораторного ґрунту, що зафіксовані через дріт та безпосереднього через електрод, суттєво не відрізняються (табл. 1, 2). За допомогою запропонованих електродів можна реєструвати біоелектричний потенціал ґрунту на різній глибині, отримані покази досить високі [7]. 1 UA 112093 U Таблиця 1 Біоелектричний потенціал (БЕП) та сила струму (І) ґрунтових зразків, заміряні через під'єднаний мідний дріт до анода та безпосередньо через анод (р