CN207702328U - 一种植物发电台灯 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种本实用新型一种植物发电台灯，包括筒状外壳，所述外壳内填充有土壤，所述土壤内栽种有植物，土壤内在所述植物的根系处埋有阳极；所述阳极包括上圈、连接条和下圈，所述上圈环绕在植物根系的上部周围，所述下圈环绕在植物根系的下部周围，所述连接条的数量为多个，连接条的上端与上圈连接，下端与下圈连接；所述土壤上部通过离子交换膜隔离有水，所述水内设置有阴极，所述阴极与阳极通过导线连接有稳压器，通过所述稳压器为灯供电。本实用新型通过发达的根部向环境中输出物质，产生电子移动，通过阳极与阴极的组成的通路，经稳压器，为灯供电，进行照明；能源没有污染，更加清洁。
Description
技术领域
本实用新型涉及植物发电领域，尤其涉及一种植物发电台灯。
背景技术
目前，能源危机和环境问题愈演愈烈，由于化石燃料的燃烧造成的温室效应以及化石燃料价格的不断攀升，使得人们迫切的希望开发新的高效清洁能源。因此，开发可靠的、可再生的能源，如太阳能和生物质能成了当务之急。微生物燃料电池(Microbial fuelcell，MFC)技术打破了传统有机废水处理的概念，在处理废弃物、生物质的同时回收电能，是解决能源危机和环境污染问题的最有前景的途径之一。植物微生物燃料电池(PMFC)是将植物引入到MFC中，利用其根际分泌物作为阳极微生物的″燃料″。2008年，Strik等利用植物微生物燃料电池进行试验，证明了这种方案的可行性，但是目前关于PMFC的研究还处于起步阶段。在PMFC系统中，植物的作用可以分为两大类，一种是植物摄取周围环境中的物质，比如污水中氮磷等营养物质和重金属等有毒有害物质，起到净化环境的作用，另一方面植物通过发达的根部向环境中输出物质，比如根际分泌物等有机物以及氧气等。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种植物发电台灯，提供清洁能源，作为照明。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
本实用新型一种植物发电台灯，包括筒状外壳，所述外壳内填充有土壤，所述土壤内栽种有植物，土壤内在所述植物的根系处埋有阳极；所述阳极包括上圈、连接条和下圈，所述上圈环绕在植物根系的上部周围，所述下圈环绕在植物根系的下部周围，所述连接条的数量为多个，连接条的上端与上圈连接，下端与下圈连接；所述土壤上部通过离子交换膜隔离有水，所述水内设置有阴极，所述阴极与阳极通过导线连接有灯。
进一步的，所述灯为LED灯。
再进一步的，所述植物采用丝绵木、香茶庶子或白鹤芋中的一种。
再进一步的，所述土壤内混合有有机肥和EM菌发酵。
再进一步的，所述外壳的材质采用pp树脂。
再进一步的，所述阳极的材质采用碳布。
再进一步的，所述阴极包括扩散层、催化层和不锈钢网层。
再进一步的，所述离子交换膜采用全氟磺酸离子膜。
再进一步的，所述外壳顶端设置有灯架，所述灯固定在所述灯架上。
再进一步的，所述阴极与阳极连接所述灯的导线先连接有稳压器。
与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果如下：
本实用新型通过发达的根部向环境中输出物质，利用土壤内根部的微生物发酵与阳极产生电子移动，阴极与氧气和水发生氧化还原反应也产生电子移动，产生电子移动，通过阳极与阴极的组成的通路，经稳压器，为灯供电，进行照明；能源没有污染，更加清洁。
附图说明
下面结合附图说明对本实用新型作进一步说明。
图1为本实用新型植物发电台灯的结构示意图；
图2为本实用新型的阳极结构示意图；
图3为本具体实施例中阴极的形状示意图；
图4为本具体实施例中阴极的结构示意图；
附图标记说明：1、外壳；2、土壤；3、植物；4、阳极；401、上圈；402、连接条；403、下圈；5、离子交换膜；6、水；7、阴极；8、稳压器；9、灯；10、灯架。
具体实施方式
如图1、2、3、4所示，一种植物发电台灯的其中一种具体实施例，包括筒状外壳1，所述外壳1的材质采用pp树脂，健康环保，结实耐用，安全无毒，并且透气，最重要的是价格低廉，易于规模化生产。所述外壳1内填充有土壤2，所述土壤2内混合有有机肥和EM菌发酵。更为具体地土壤采用菇渣、海藻、天然腐殖酸、草炭、珍珠岩、畜禽类粪便等有机物并添加花卉营养调节生长剂，生根剂等按一定比例混合，经过高温处理后加入EM菌发酵，形成益生菌群相对活跃且营养稳定的全营养植物电池土壤。所述土壤2内栽种有植物3，本具体实施例中需要比较耐盐碱的植物，而利用盐碱植物的植物，其根部微生物燃料电池性能好的，并且价格合理，且为常见，容易成活，作为产品要有一定的观赏价值，再者要一年四季不凋谢，比如丝绵木、香茶庶子、白鹤芋等，本实施例中我们选择白鹤芋，首先它是是一种常见绿化植物，有着发达的根部，再者它可以水培也可以在湿地条件下生长，由此可见有着较好的环境适应性。白鹤芋作为一种常见的观赏类植物，其种植方法简单成熟，易于成活，盆栽货源充足，且价格成本较低，有利于土壤修复和植物微生物燃料电池技术的推广利用。
土壤2内在所述植物3的根系处埋有阳极4，所述阳极4包括上圈401、连接条402和下圈403，所述上圈401环绕在植物3根系的上部周围，所述下圈403环绕在植物3根系的下部周围，所述连接条402的数量为多个，连接条402的上端与上圈401连接，下端与下圈403连接，形成一个整体的框架，增大在根系周围的接触面积，为了保证植物根际分泌物能被阳极上微生物最大程度利用，其根部应尽可能的贴近阳极。阳极的材料为碳布，碳布在使用前用丙酮浸泡12小时以上，然后用马弗炉烘干2小时，加工成为类石墨毡的有扩散效果的导电电极。阳极埋设在淹水土壤的下方，放置到距离外壳顶部14cm的位置。阳极微生物需要厌氧环境来降解有机物，而外壳中土壤层的存在有助于隔绝氧气向位于外壳底部的阳极上的扩散。
所述土壤2上部通过离子交换膜5隔离有水6，所述水6内放置有阴极7。具体地离子交换膜，我们选择美国杜邦公司的全氟磺酸离子膜，因为它有良好的热稳性，可耐高温，并且其有抗电化学氧化性，腐蚀性低，化学稳定性佳，再者良好的机械性，寿命长，最重要的是有较高的电导率，输出功率高。阴极的主要材质采用钹碳，所述阴极7包括扩散层701、催化层703和不锈钢网层702。扩散层的具体制作方法，1.混合：粉末状导电碳黑与无水乙醇放入烧杯中混合；2.超声搅拌：超声搅拌10分钟，之后缓慢加入聚四氟乙烯乳液，然后将混合物；3.搅拌成团：在80摄氏度条件下搅拌直到搅拌成胶团状，用手揉成团；4.成片：使用辊压机碾压成0.5mm的薄片状；5.加热：使用马弗炉加热到340度下保持25分钟。催化层的具体制作方法，1.混合：粉末状电容活性炭与无水乙醇放入烧杯中混合；2.超声搅拌：超声搅拌10分钟，之后缓慢加入聚四氟乙烯乳液，然后将混合物；3.搅拌成团：在80摄氏度条件下搅拌直到搅拌成胶团状，用手揉成团；4.成片：使用辊压机碾压成0.5mm的薄片状；5.加热：使用马弗炉加热到340度下保持25分钟。将扩散层、催化层和60目的不锈钢网一起压制，得到阴极，并剪裁成如图3所示的形状。
所述阴极7与阳极4通过导线连接有稳压器8，通过所述稳压器8为灯9供电。稳压器是使输出电压稳定的设备，所以使用稳压器，对用电设备特别是对电压要求严格的高新科技和精密设备来说是必不可少的，通过稳压器连接发电植物与用电器，可实现电流从不稳定不确定的生物电到用电器所需的稳定电流。所述灯9为LED灯，因为其柔光，无闪频，无蓝光，耗电量低，满足日常办公照明需求。
本具体实施例中，所述外壳1顶端安装有灯架10，所述灯9固定在所述灯架10上，起到支撑灯的作用。灯架的材质是是PTFE，PTFE号称塑料王，因为使用温度范围十分广泛(摄氏从-200度到+260度)。基本上对所有化学物质都具抗腐蚀性除了一些氟化物和碱性金属液，极好的机械性能包括抗老化性特别对于弯曲和摆动方面应用杰出的阻燃性，在空气中被规为阻燃材料。而且具有优良的绝缘特性(无论其频率和温度如何)，吸水率极低，并具有自润滑性和不粘性等一系列独特的性能。
白鹤芋是一种常见绿化植物，有着发达的根部，并且它可以水培也可以在湿地条件下生长，对环境有着较好的适应性。白鹤芋作为一种常见的观赏类植物，其种植方法简单成熟，易于成活，盆栽货源充足，且价格成本较低，有利于土壤修复和植物微生物燃料电池技术的推广利用。将白鹤芋引入到微生物燃料电池系统中进行产电陛能的基础研究，发现其可以适应实验室环境，并能够产生稳定的电流。对阳极微生物群落结构的分析表明，白鹤芋构建的植物微生物燃料电池中微生物主要来源于接种物和白鹤芋根部微生物。反应器最大输出电压为0.514V，最高功率密度为557.82mW/m2。
以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种植物发电台灯，其特征在于：包括筒状外壳(1)，所述外壳(1)内填充有土壤(2)，所述土壤(2)内栽种有植物(3)，土壤(2)内在所述植物(3)的根系处埋有阳极(4)；所述阳极(4)包括上圈(401)、连接条(402)和下圈(403)，所述上圈(401)环绕在植物(3)根系的上部周围，所述下圈(403)环绕在植物(3)根系的下部周围，所述连接条(402)的数量为多个，连接条(402)的上端与上圈(401)连接，下端与下圈(403)连接；所述土壤(2)上部通过离子交换膜(5)隔离有水(6)，所述水(6)内设置有阴极(7)，所述阴极(7)与阳极(4)通过导线连接有灯(9)。
2.根据权利要求1所述的植物发电台灯，其特征在于：所述灯(9)为LED灯。
3.根据权利要求1所述的植物发电台灯，其特征在于：所述植物(3)采用丝绵木、香茶庶子或白鹤芋中的一种。
4.根据权利要求1所述的植物发电台灯，其特征在于：所述土壤(2)内混合有有机肥和EM菌发酵。
5.根据权利要求1所述的植物发电台灯，其特征在于：所述外壳(1)的材质采用pp树脂。
6.根据权利要求1所述的植物发电台灯，其特征在于：所述阳极(4)的材质采用碳布。
7.根据权利要求1所述的植物发电台灯，其特征在于：所述阴极(7)包括扩散层(701)、催化层(703)和不锈钢网层(702)。
8.根据权利要求1所述的植物发电台灯，其特征在于：所述离子交换膜(5)采用全氟磺酸离子膜。
9.根据权利要求1所述的植物发电台灯，其特征在于：所述外壳(1)顶端设置有灯架(10)，所述灯(9)固定在所述灯架(10)上。
10.根据权利要求1所述的植物发电台灯，其特征在于：所述阴极(7)与阳极(4)连接所述灯(9)的导线先连接有稳压器(8)。
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|---|---|---|---|---|
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