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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein künstliches Blatt und insbesondere ein Sauerstoff produzierendes und Strom erzeugendes künstliches Blatt, das Strom erzeugen und gleichzeitig die Luft reinigen kann.
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Stand der Technik
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Sauerstoff ist eine der Grundvoraussetzungen für die Existenz des Menschen. Grüne Pflanzen müssen Photosynthese betreiben und dabei absorbieren sie Abgas aus der Luft, nämlich Kohlendioxid, und wandeln es dann in ein für den Menschen nützliches Gas, nämlich Sauerstoff, um. Daher gibt es neben den vielen grünen Bäumen, die in Parks gepflanzt werden, auch Straßenbäume, die an den Straßen und zu beiden Seiten der Autobahn im Stadtgebiet gepflanzt werden, was tatsächlich viel dazu beiträgt, die Umwelt zu begrünen, die Luft zu reinigen und die Umgebungstemperatur zu senken. Es dauert jedoch lange, bis aus einem Samen ein großer Baum gewachsen ist. Es ist schwierig, in kurzer Zeit eine große Menge Sauerstoff aus natürlichen Pflanzen zu gewinnen. Außerdem müssen Pflanzen durch häufiges Gießen, Beschneiden, Düngen usw. gepflegt werden. Die Pflege von Pflanzen in stark befahrenen Straßen und Gassen kann für die Gärtner sehr gefährlich sein. Wachsen die Pflanzen zu stark, können sie die Sicht versperren und Läden behindern. Wenn die Pflanzen dann zu kurz geschnitten und dadurch kahl werden, zieht das zudem öffentlichen Unmut auf sich, was daher keine gute Vorgehensweise ist.
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In der Regel haben die meisten Algen die Fähigkeit, die Photosynthese durchzuführen und während des Photosyntheseprozesses Strom zu erzeugen. Der Erfinder kombiniert die Eigenschaften von Algen mit dem Konzept künstlicher Blätter und hat anhand seiner langj ährigen Berufserfahrung nach mehreren Änderungen, Versuchen und Verbesserungen schließlich das erfindungsgemäße künstliche Blatt hervorgebracht, das die Umwelt begrünen, zur Reinigung der Luft Kohlendioxid in Sauerstoff umwandeln und Strom durch Potenzialdifferenz zwischen Metallen erzeugen kann, wodurch ein großer Beitrag zur Vision der Null-Verschmutzung und von grünem Leben geleistet wird.
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Aufgabe der Erfindung
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Zur effektiven Lösung der oben genannten Probleme besteht die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Sauerstoff produzierendes und Strom erzeugendes künstliches Blatt bereitzustellen, das Strom erzeugen und gleichzeitig die Luft reinigen kann.
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Nebenaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Sauerstoff produzierendes und Strom erzeugendes künstliches Blatt bereitzustellen, das bequem zu tragen ist.
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Zur Lösung der oben genannten Aufgaben stellt die vorliegende Erfindung ein Sauerstoff produzierendes und Strom erzeugendes künstliches Blatt bereit, das einen Blattkörper und mehrere Mikroalgenkörper umfasst, wobei der Blattkörper die Form eines Blattes hat und aus einer Mischung aus Natriumalginat und Chitosan besteht, die Mikroalgenkörper verteilt auf dem Blattkörper angeordnet sind und die Mikroalgenkörper während der Photosynthese durch Potenzialdifferenz zwischen Metallen elektrische Energie erzeugen.
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In einem Ausführungsbeispiel sind die Mikroalgenkörper Cyanobakterien oder Nannochloropsis.
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In einem Ausführungsbeispiel wird der Blattkörper zuerst geliert und dann gehärtet.
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In einem Ausführungsbeispiel weist das Chitosan gute antibakterielle Eigenschaften auf, durch das ein Verderben des Blattkörpers verhindert werden kann.
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In einem Ausführungsbeispiel ist ferner ein Stromspeichergerät vorgesehen, wobei das Stromspeichergerät zum Speichern der von den Mikroalgenkörpern produzierten elektrischen Energie dient.
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In einem Ausführungsbeispiel ist das Stromspeichergerät eine Powerbank.
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Die erfindungsgemäße Struktur ist so konzipiert, dass der Blattkörper aus einer Mischung aus Natriumalginat, Chitosan und Mikroalgenkörpern besteht. Die Mikroalgenkörper werden für die Photosynthese verwendet. Das Kohlendioxid in der Atmosphäre wird in Sauerstoff umgewandelt, wodurch der Mensch mit frischem Sauerstoff versorgt und gleichzeitig der Effekt einer Begrünung der Umwelt erzielt wird. Darüber hinaus wird bei der Photosynthese von Mikroalgenkörpern durch Potenzialdifferenz zwischen Metallen Strom erzeugt. Unter Verwendung der erfindungsgemäßen Struktur kann elektrische Energie erzeugt werden, während die Luft gereinigt wird, und kann die elektrische Energie im Stromspeichergerät gespeichert werden, wodurch eine marktgängige Powerbank gebildet wird. Die Erfindung kann mitgenommen und verwendet werden, was sehr praktisch ist.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine schematische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Sauerstoff produzierenden und Strom erzeugenden künstlichen Blatts;
- 2 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Sauerstoff produzierenden und Strom erzeugenden künstlichen Blatts.
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Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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Zum besseren Verständnis der vorstehenden Aufgaben, Merkmale des Aufbaus und Funktionen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bevorzugte Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
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Es wird auf 1 Bezug genommen, die eine schematische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Sauerstoff produzierenden und Strom erzeugenden künstlichen Blatts zeigt. Wie in der Figur gezeigt, umfasst das Sauerstoff produzierende und Strom erzeugende künstliche Blatt einen Blattkörper 1 und mehrere Mikroalgenkörper 12, wobei der Blattkörper 1 aus einer Mischung aus Natriumalginat 10 und Chitosan 11 besteht. Im Folgenden werden die Strukturen und Eigenschaften von Natriumalginat 10 und Chitosan 11 beschrieben:
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(1) Natriumalginat 10:
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Die Molekularformel von Natriumalginat 10 lautet (C
6H
7O
6Na)
n. Natriumalginat 10 ist ein Polysaccharid-Biopolymer, das in Meeresorganismen wie Braunalgen vorkommt und hauptsächlich aus dem Natriumsalz der Alginsäure besteht. Wenn Natriumalginat 10 auf zweiwertige Kationen wie Ca
2+ und Mg
2+ trifft, ersetzt das zweiwertige Kation das einwertige Natriumion (Na
+) und fängt das intermolekulare Carboxylation (COO
-) ein, sodass die Lösung von Natriumalginat 10 von einem Sol in ein sowohl Festigkeit als auch Elastizität aufweisendes Calciumalginat-Gel übergeht. Natriumalginat 10 hat eine breite Palette von Quellen und in Lebensmitteln, Textilien, Verpackungen, der Medizin, biologischen Materialien usw. einen hohen Anwendungswert.
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(2) Chitosan 11:
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Chitin ist ein großes Polysaccharid mit ähnlicher Struktur wie Cellulose, das durch Kombination mit denaturierter Glucose gebildet wird. Chitin kommt in den Exoskeletten von Insekten, den Zellwänden von Pilzen und bestimmten harten Strukturen von Wirbellosen und Fischen vor. Chitin ist einer der wichtigen Bestandteile, aus denen Garnelen- und Krabbenpanzer, Insektenpanzer und Zellwände von Pilzen bestehen. Chitin hat die Funktion, Organismen zu unterstützen und zu schützen, und befindet sich in der Regel in einem gemischten Zustand mit anderen Polysacchariden oder Proteinen. Chitin steht in Bezug auf den Artenreichtum nach Zellulose an zweiter Stelle.
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Chitosan 11 ist ein deacetyliertes Derivat von Chitin, ein natürliches kationisches geradkettiges Polymer und ein geradkettiges Polysaccharid, das aus Glukosestrukturen besteht. Im Vergleich zu Chitin ist die Acetylgruppe in der Molekülstruktur von Chitosan 11 stark reduziert, was die Aktivität der molekularen Wasserstoffbindung verbessert und wodurch es in sauren Lösungen leicht löslich und abbaubar ist. In der Lebensmittelindustrie bewirkt die Zugabe von wasserlöslichem Chitosan 11 und säurelöslichem Chitosan 11 eine Verbesserung der Haftfestigkeit raffinierter Produkte. Darüber hinaus besitzt Chitosan 11 die Eigenschaften eines Polymers, das im Magen ein Kolloid mit hoher Viskosität bilden kann, wodurch die Zeit des Sättigungsgefühls verlängert wird. Chitosan 11 kann somit auch als Diätnahrung verwendet werden. Chitosan 11 hat eine gute Biokompatibilität mit Natriumalginat 10 und weist ferner antibakterielle Fähigkeiten auf.
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Chitosan 11 hat die beste Wirkung bei der Hemmung von Staphylococcus aureus und Salmonellen und kann verhindern, dass der Blattkörper 1 verdirbt, wobei im Vergleich zu Pflanzenfasern das durch Chitosan 11 gebildete Kolloid eine hohe Wasseraufnahme und eine hohe Fettaufnahme aufweist. Auch wegen dieses Vorteils hat der Erfinder Chitosan 11 als Material zur Herstellung künstlicher Blätter gewählt, sodass der Blattkörper 1 zuerst geliert und dann gehärtet werden kann.
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Der Blattkörper 1 wird nicht nur durch Mischen von Natriumalginat 10 und Chitosan 11 gebildet, sondern umfasst ferner Mikroalgenkörper 12. Die Mikroalgenkörper 12 erzeugen gleichzeitig elektrische Energie bei der Photosynthese. Mit anderen Worten spielen in der vorliegenden Erfindung die Mikroalgenkörper 12 die Rolle der Bereitstellung elektrischer Energie.
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Bei den Mikroalgenkörpern 12 kann es sich um Cyanobakterien oder Nannochloropsis handeln. In den bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird Süßwasser-Chlorella (Chlorella Sorokiniana) verwendet, die eine kugelförmige einzellige Alge ist und zum Stamm Chlorophyta, Klasse Chlorophyceae, Ordnung Chlorellales, Familie Chlorellaceae und Gattung Chlorella gehört. Mit lediglich Zufuhr von Kohlendioxid, Sonnenlicht, Wasser und einigen Mineralien kann sich Chlorella schnell durch Photosynthese in einer einfachen Umgebung vermehren. Die Gattung Chlorella ist ein weit verbreitetes Nahrungsergänzungsmittel und kann als Nahrungsergänzungsmittel, als Rohstoff für die Kosmetikindustrie oder als Futter für Fische und Garnelen verwendet werden.
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Es wird auf 2 Bezug genommen, die eine schematische perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Sauerstoff produzierenden und Strom erzeugenden künstlichen Blatts zeigt. Das erfindungsgemäße künstliche Blatt umfasst ferner ein Stromspeichergerät 2, wobei das Stromspeichergerät 2 zum Speichern der von den Mikroalgenkörpern 12 produzierten elektrischen Energie dient. Genauer gesagt kann das Stromspeichergerät 2 eine im Handel erhältliche Powerbank oder eine andere äquivalente Struktur sein.
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Die erfindungsgemäße Struktur ist so konzipiert, dass der Blattkörper 1 aus einer Mischung aus Natriumalginat 10, Chitosan 11 und Mikroalgenkörpern 12 besteht. Die Mikroalgenkörper 12 werden für die Photosynthese verwendet. Das Kohlendioxid in der Atmosphäre wird in Sauerstoff umgewandelt, wodurch der Mensch mit frischem Sauerstoff versorgt und gleichzeitig der Effekt einer Begrünung der Umwelt erzielt wird.
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Darüber hinaus wird bei der Photosynthese von Mikroalgenkörpern 12 durch Potenzialdifferenz zwischen Metallen Strom erzeugt. Unter Verwendung der erfindungsgemäßen Struktur kann elektrische Energie erzeugt werden. Die Erfindung kann für die Stromversorgung von Haushaltsgeräten wie Schreibtischlampen usw. verwendet werden. Auf diese Weise kann mit der Erfindung die Lese- und Arbeitsumgebung gereinigt werden.
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Darüber hinaus kann die von diesen Mikroalgenkörpern 12 erzeugte elektrische Energie auch im Stromspeichergerät 2 gespeichert werden, wodurch eine marktgängige Powerbank gebildet wird. Die Erfindung kann mitgenommen und verwendet werden, was sehr praktisch ist.
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Zusammenfassend hat die vorliegende Erfindung gegenüber dem Stand der Technik folgende Vorteile:
- 1. Durch die Erfindung wird der Effekt erzielt, dass Strom erzeugt und gleichzeitig die Luft gereinigt wird.
- 2. Die Erfindung kann mitgenommen und verwendet werden, was sehr praktisch ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Blattkörper
- 10
- Natriumalginat
- 11
- Chitosan
- 12
- Mikroalgenkörper
- 2
- Stromspeichergerät
