[实用新型]一种用于发电的草坪微生物燃料电池系统

说明书

本实用新型涉及一种用于发电的草坪微生物燃料电池系统。包括草坪，微生物燃料电池组，电能存储装置，升压与稳压装置；其特征是微生物燃料电池组由多个微生物燃料电池串联或并/和联组成；微生物燃料电池包括阳极、阴极和导线，阳极埋在草坪下方，与草的根部相接触,阴极放在草坪上方；电能存储装置和升压与稳压装置放置在草坪上方，微生物燃料电池的阳极和阴极通过导线与电能存储装置连接，电能存储装置和升压与稳压装置相连接。此系统建造成本低，可自我维持，不需要复杂的管理。在利用了草坪的观赏和生态价值的同时产生了电能，实现了生产能源的绿色和可持续，是缓解未来能源危机的新手段。

技术领域

本实用新型将草坪与微生物燃料电池结合用于发电,具体属于新能源和环境工程领域。特别涉及一种用于发电的草坪微生物燃料电池系统。

背景技术

化石燃料是当前生产和生活的主要能源，然而化石燃料的使用产生了大量二氧化碳，这是温室效应产生的重要原因，由于化石燃料的储量有限，太阳能和生物质能等新能源在未来可持续的可再生能源生产中占有相当大的份额。然而在当前条件下，生物乙醇和生物柴油等生物质能源仍然具有一些缺点，例如，会与粮食生产争夺耕地，并且需要化肥等资源的投入等，从这个角度来看，生物质能源并不如期待那样绿色和可持续。

将植物和微生物燃料电池结合有望解决以上不足。植物通过叶子中的叶绿体进行光合作用，在太阳能的作用下将空气中的二氧化碳以有机物的形式固定。研究表明，植物具有根际沉淀作用，高达60％的光合作用产生的固定碳可以转移到植物根部。之后植物根系会向土壤中释放不同类型的有机化合物，包括糖类、有机酸、酶、聚合碳水化合物和死细胞等。植物微生物燃料电池旨在通过将活植物的根整合到微生物燃料电池的阳极室中，利用植物的根际沉淀和阳极微生物对有机物的降解作用，以清洁有效的方式将太阳能转化为电能，这具有重要的环境优势，例如，保存了生态系统中的营养物质，使用可再生能源以及生产过程中没有额外的温室气体排放等。从社会的角度来看，植物微生物燃料电池也有许多优势，它可以在自然环境中实施，例如湿地，对生态系统的干扰比较小，并且不与粮食所需的农业用地竞争。植物微生物燃料电池有很大的发电潜能，根据发表的研究估计，在西欧(即荷兰、比利时和法国)的气候条件下，植物的理论上净发电量可能达到67mW/m²。

随着社会的发展，生态环境和景观的艺术美感逐渐引起人们的关注。草坪不仅具有观赏价值，可以给人带来美观感受，而且能够保持水土、涵养水源和净化空气。由于草坪的多种价值，在我国许多城市兴起了草坪热，草坪的种植面积不断扩大。将草坪与微生物燃料电池结合，在充分利用了草坪的观赏价值和生态价值的同时回收电能，这将是缓解未来能源危机的不错的选择。

发明内容

如今，随着化石能源的逐渐枯竭和能源需求的逐渐增加，还有气候变化和环境污染等问题的存在，对可持续和可再生能源的需求变得迫切。生物乙醇或生物柴油等生物能源的在当前生产工艺下经常与粮食生产竞争，而利用植物的根际沉淀作用，通过植物与微生物燃料电池结合可以产生电能，对生态环境影响较小，且不会与耕地竞争，可以实现能源真正的绿色和可持续。草坪是园林绿地的重要材料，具有生长速度快，效益明显的特点，可以作为与微生物燃料电池组合的优良植物。

本实用新型的技术方案如下：

一种用于发电的草坪微生物燃料电池系统；包括草坪，微生物燃料电池组，电能存储装置，升压与稳压装置；其特征是微生物燃料电池组由多个微生物燃料电池串联或/和并联组成；微生物燃料电池包括阳极、阴极和导线，阳极埋在草坪下方，与草的根部相接触,阴极放在草坪上方；电能存储装置和升压与稳压装置放置在草坪上方，微生物燃料电池的阳极和阴极通过导线与电能存储装置连接，电能存储装置和升压与稳压装置相连接。

所述的阳极面积为20-100cm²；阴极为直径1-2cm,长度5-10cm的碳刷。

所述的阴极和阳极的距离为2-4cm。

所述的阳极为石墨板、石墨毡、碳布，不锈钢板或不锈钢网。