О Ми-Ху
Како то ради?
Ми-Хај (Микробиолошка хидропоника) је циркуларни систем у којем микроби третирају отпадне воде и рециклирају их у електричну енергију и ђубриво за раст биљака. Састоји се од два главна дела:
1. Микробиолошка горивна ћелија (МФЦ) модул са бактеријама у коју се додаје отпадна вода;
2. Хидропонски систем у којем биљке расту у води третираној са МФЦ са опорављеним елементима у њој и светлошћу коју напајају МФЦ.
Шта је МФЦ?
Микробиолошки горивни ћелије (МФЦ) користе живе микробе за претварање хемијске енергије ускладиштене у органској материји у електричну енергију. Састоје се од анодне и катодне коморе са полупропустљивом мембраном између њих:
У анодној комори, микроорганизми оксидују органска једињења у анаеробним условима, ослобађајући електроне и протоне. Електрони се сакупљају материјалом аноде и транспортују преко екстерног кола, док се протони и/или позитивно наелектрисани јони унутрашње мигрирају кроз мембрану. На катоди, електрони и протони се рекомбинују са кисеоником формирајући воду, чиме се завршава редокс циклус.
Шта је хидропоника?
Хидропоника је метода узгоја без земље која узгаја биљке у раствору богатом хранљивим материјама, на бази воде, често користећи инертне супстрате (као што су кокосова влакна или перлит) за механичку подршку.
Микробиолошки горивне ћелије (МФЦ) имају широк спектар примена, иако је многе од њих још увек у фази истраживања и развоја. Неке од најзначајнијих примена укључују: **1. Пречишћавање отпадних вода:** * **Детоксикација:** МФЦ могу да разграђују широк спектар органских загађивача у отпадним водама, укључујући оне које је тешко третирати конвенционалним методама. * **Производња енергије:** Током процеса пречишћавања, МФЦ производе електричну енергију, што може помоћи у смањењу трошкова рада постројења за пречишћавање отпадних вода. * **Смањење емисије гасова стаклене баште:** Разградњом органске материје, МФЦ могу смањити производњу метана, снажног гаса стаклене баште. **2. Производња електричне енергије:** * **Одрживи извори енергије:** Иако тренутно не могу заменити велике електроцентрале, МФЦ могу бити користан извор енергије за ниско-снажне примене, посебно у руралним или удаљеним подручјима. * **Поверње сензора и мањих уређаја:** Могу напајати бежичне сензоре, медицинске имплантате, или друге уређаје који захтевају мало енергије. **3. Биосензори:** * **Детекција загађивача:** МФЦ могу служити као високо осетљиви сензори за детекцију специфичних загађивача у води, ваздуху или земљишту. * **Мониторинг квалитета воде:** Могу се користити за непрекидно праћење квалитета воде у реалном времену. * **Медицинска дијагностика:** Истражују се за детекцију биомаркера болести. **4. Десалинизација воде:** * **Електрохемијска десалинизација:** МФЦ могу генерисати електрично поље које помаже у уклањању соли из воде, нудећи потенцијално енергетски ефикаснији метод десалинизације. **5. Производња хемикалија:** * **Биосинтеза:** Постојећа истраживања сугеришу да би МФЦ могле произвести вредне хемикалије, као што су водоник или биопоентецијално горива, кроз електрохемијске реакције. **6. Космичке апликације:** * **Системи подршке животу:** Потенцијал МФЦ за рециклажу отпада и производњу енергије чини их интересантним за употребу у свемирским станицама и дуготрајним мисијама. **7. Напредни материјали:** * **Производња ретких метала:** Истражује се коришћење МФЦ за екстракцију ретких метала из отпадних вода. Важно је напоменути да су многе од ових примена још увек у раној фази развоја, са изазовима као што су ниска ефикасност, високи трошкови производње и стабилност уређаја. Међутим, стални напредак у материјалима и дизајну МФЦ обећава шире усвајање у будућности.
Иако сваки МФЦ производи ниску снагу, појединачне јединице се могу повезивати у серију ради повећања напона, паралелно ради повећања струје и као комбинација, омогућавајући прилагођене конфигурације за различите употребе. Мали низ од око десет ћелија је довољан за напајање уређаја ниске потрошње енергије као што су еколошки сензори, микроконтролери, ЛоРа комуникациони чворови и ЛЕД диоде за континуирани, ултра-нисконапонски рад.
Велике батерије се могу користити за аутономно осветљење у удаљеним подручјима: као на ова школа у Уганди.
Колико енергије производе МФЦ?
Перформанс појединачних јединица у лабораторијама достиже 0,5 В, међутим излаз варира у зависности од димензија и коришћених материјала. Обично се МФЦ повезују у неколико ланаца од 20-24 јединице које могу напајати уређаје или светла – погледајте партнера сарадња са фестивалом Гластонбери.
Шта се налази у отпадној води коју третира МФЦ?
Како отпадну воду разграђују бактерије и протеи протичу кроз мембрану, католит се акумулира у католитној комори. Он садржи пречишћену воду и рециклирана органска једињења – углавном азот, калијум и фосфат. Наши тестови су показали да лабораторијски израђени MFC-ови ефикасно филтрирају патогене и микропластику.
Како се систем Ми-Хи може интегрисати и ко може да га изгради?
Пошто су елементи Mi-Hy система (MFC модули, хидропоника) скалабилни, опсег примене је веома широк: од пољопривреде индустријског квалитета која се напаја комуналним отпадним водама до заједничког врта или породичног кућног система DIY.
Док се Ми-Хју фокусира на оптимизацију МФЋ-а, проналажење најснажније мешавине бактерија и прилагођавање хидропонике како би одговарала здрављу биљака и постигла највећу енергетску ефикасност – ми такође пружамо DIY туторијали за произвођаче. Користећи приступачне материјале и не захтевајући посебну лабораторијску опрему, они осигуравају да наша технологија допре до свакога, отворена за нова подешавања и конфигурације.
Да бисте сазнали више о Ми-Хи, истражите странице о нашим Циљеви, наш метод кружност и наш интердисциплинарни приступ.
ЦИЉЕВИ
ЦИРКУЛАРНОСТ
ИНТЕРДИСЦИПЛИНАРНИ ПРИСТУП
ЦИЉЕВИ
ЦИРКУЛАРНОСТ
ИНТЕРДИСЦИПЛИНАРНИ ПРИСТУП