TWI814127B - 懸掛浸水式植物栽培發電系統 - Google Patents
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Abstract
本發明所提供之懸掛浸水式植物栽培發電系統乃係包含了有一可盛裝預定量水之第一容器，以及一可盛裝預定量介質之第二容器，並使該第二容器位於該第一容器中、且使該第二容器之底部沉浸於該第一容器所盛裝之水中，以及使該介質之最高點位置所在平面係高於該水之水平面，俾得以介於上述兩平面間高度差範圍內之介質，作為植物種植所需之介質。
Description
本發明係與植物微生物燃料電池有關，特別是關於一種懸掛浸水式植物栽培發電系統。
利用特定菌種降解有機物時所產生之電子，在電極及電路所形成之迴路中產生電流與電能之微生物燃料電池，縱然其發電量不及於利用太陽能或風力等發電設備，但其將化學能轉變為電能之技術，仍有其價值，特別是在廢污水處理之技術領域中，可有效地將重金屬污染物進行還原。
而以微生物燃料電池為基礎所發展之植物微生物燃料電池，則係以植物根系所分泌之有機物作為微生物之培養基，以捕捉微生物降解根系分泌物所產生之電子，來產生電流與電能，惟研究顯示，植物微生物燃料電池之陽極需處於適度含水量之環境下，始具有較高的反應效率，職是之故，習知之植物微生物燃料電池所選用之植物，通常為水生植物或適於在濕潤環境下生長之植物，例如水稻、大米草或蘆竹等，而難以選用如蔬菜等一般旱作作物。
因此，本發明之主要目的即係在提供一種懸掛浸水式植物栽培發電系統，其可適於以蔬菜等種植物作為微生物燃料電池之有機物供給源，且構造簡單而易於被廣泛地應用。
緣是，為達成上述目的，本發明所提供之懸掛浸水式植物栽培發電系統，其主要之技術特徵主要係在於，使微生物燃料電池陰極單元所在之缺氧環境，係位於陽極單元所在處之下方，從而使該系統得以適合非水生植物之栽培，以擴大植物微生物燃料電池在產業上的可利用範圍。
而為構成上述陽極在上、陰極在下之環境，本發明所提供之懸掛浸水式植物栽培發電系統乃係包含了有一可盛裝預定量水之第一容器，以及一可盛裝預定量介質之第二容器，並使該第二容器位於該第一容器中、且使該第二容器之底部沉浸於該第一容器所盛裝之水中，以及使該介質之最高點位置所在平面係高於該水之水平面，俾得以介於上述兩平面間高度差範圍內之介質，作為植物種植所需之介質。
其中，該第一容器係具有一第一身部以及一由該第一身部所定義的第一容納空間，並使該預定量之水被容納於該第一容納空間中；該第二容器則係具有一第二身部以及一由該第二身部所定義之第二容納空間，並使該第二身部之至少一部分係位於該第一容納空間內且浸沒於該水中，以及使該預定量之介質被容納於該第二容納空間中。
進一步地，為使該水得以自該第一容納空間進入該第二容納空間中，乃係使該懸掛浸水式植物栽培發電系統更包含有一連接部，該連接部係用以形成可供水自該第一容納空間進入該第二容納空間之通道。
其中，該第二容器係懸於該第一容納空間中。
其中，該連接部呈孔狀，係設於該第二身部上，使該第二容器位於該第一容器中時，得以經由該連接部連通該第一容納空間與該第二容納空間。
其中，該第一容納空間係呈一端透空之開放空間，並使該第一容器係以該第一容納空間的透空端朝上之狀態被懸吊。
其中，該第二容納空間在遠離該連接部之一端係呈透空，並使該第二容器係以該第二容納空間的透空端朝上之狀態被懸吊於該第一容納空間中。
其中，該第二身部係呈管狀，而以管孔之一部分與管軸一端管口定義出該第二容納空間，以及以管孔之另部分與管軸另端管口定義出該連接部。
其中，該第二身部之管軸另端係呈管徑漸縮之推拔狀，而使該管軸另端管口之口徑小於該管軸一端管口之口徑。
而為避免該介質掉落至該連接部中，係使該懸掛浸水式植物栽培發電系統更包含有一阻隔單元，該阻隔單元係亙陳橫設於該第二身部中並介於該第二容納空間與該連接部之間。
其中，該植物係為蔬菜。
其中，該介質係為土壤、泥炭土、珍珠岩、椰糠、蛭石、稻殼灰、赤玉土、鹿沼土、硅藻土、粗河沙、顆粒土或有機培養土。
(10)(10a):懸掛浸水式植物栽培發電系統
(11)(11a):第一容器
(111):第一身部
(112)(112a):第一容納空間
(1121):底部
(113):第一吊件
(12):第二容器
(121)(121a):第二身部
(122):第二容納空間
(1221):底部
(123)(123a):第二吊件
(1231a):支撐體
(1232a):掛耳
(13):連接部
(131):開口
(14):阻隔單元
(15):水
(16):介質
(17):植物
(18):電路組
(181):陰極
(182):陽極
(183):電路
圖1係本發明第一較佳實施例之平面示意圖。
圖2係本發明第二較佳實施例之立體圖。
請參閱圖1所示，在本發明第一較佳實施例中所提供之懸掛浸水式植物栽培發電系統(10)，其主要乃係包含了有一第一容器(11)、一第二容器
(12)、一連接部(13)、一阻隔單元(14)、預定量之水(15)、預定量之介質(16)、植物(17)及一電路組(18)。
該第一容器(11)係具有一概呈桶狀第一身部(111)，一由該第一身部(111)所定義且於頂端呈透空之第一容納空間(112)，一適當長度之第一吊件(113)係以長軸兩端結合於該第一身部(111)上，用以使該第一容器(11)得藉由該第一吊件(113)而被懸吊於高處，同時維持該第一容納空間(112)之透空端朝上之空間型態。
該第二容器(12)具有一概呈管狀之第二身部(121)，一由該第二身部(121)所定義的、並在對應於該第二身部(121)管軸頂端位置呈透空之第二容納空間(122)，一第二吊件(123)係橋設於該第二身部(121)與該第一容器(11)間，用以將該第二身部(121)定位懸置於該第一容納空間(112)之中，並使該第二容納空間(122)之透空頂端鄰近或高聳於該第一容納空間(112)之透空頂端所在之平面上，以及使該第二容納空間(122)之底部(1221)位於該第一容納空間(112)之範圍內，並與該第一容納空間(112)之底部(1121)相隔有適當之高度間隔。
該連接部(13)亦係由該第二身部(121)之管狀所定義而成的，具體而言，即係以該第二身部(121)介於自身管軸底端與該第二容納空間(122)底部(1221)之間的管所定義的，並在內徑上呈往下漸減之推拔狀，使得該連接部(13)對應於該第二身部(121)管軸另端之開口(131)的內徑，小於該第二容納空間(122)之最小內徑。
該阻隔單元(14)係為如海棉或與之相類的，可以容許流體通過，但可阻隔固體之適當材料或物品結構所製成之片狀物品，係被固設於該第二身部(121)之中，並介於該第二容納空間(122)之底部(1221)與該連接部(13)之間。
該預定量之水(15)係被容納於該第一容納空間(112)之中，並使水面所在平面低於該第二容納空間(122)透空頂端所在之平面，具體而言，需使是二平面間所相隔之距離，大於該植物(17)生長時所需之深度為最佳。
該介質(16)係可為土壤、泥炭土、珍珠岩、椰糠、蛭石、稻殼灰、赤玉土、鹿沼土、硅藻土、粗河沙、顆粒土或有機培養土等之單獨或混合，被容納於該第二容納空間(122)之中，其體積並大於該第二容納空間(122)於位於該水(15)之水面以下部位之容積，從而使該介質(16)之頂層平面得以高於該水(15)所在之水面，使得介於是二平面間的部分介質(161)得供作為該植物之種植介質。
該植物(17)係可為一般蔬菜或其他適於盆栽種植之植物，不以旱地植物為限，亦可為水生植物，將該植物(17)種植於該部分介質(161)中，且以該第二容納空間(1221)之透空頂端供該植物(17)生長時所需之開放空間。
該電路組(18)係包含有一陰極(181)、一陽極(182)以及一連接該陰極(181)與該陽極(182)之電路(183)，其中，該陰極(181)與該陽極(182)係分別的以碳布、石墨氈、碳氈、石墨紙、碳紙、石墨刷、碳刷、不鏽鋼網或發泡鎳等材料所製成之板狀體，惟關於該電路組(18)之詳細技術內容，由於係屬習知生物燃料電池所已公開之技術，於此遂不為冗陳。
藉由上述構件之組成，該懸掛浸水式植物栽培發電系統(10)係可確保該介質(16)在位於水(15)之水面以下之部位，可以具有較高的含水量，同時使位於該水(15)水面以上之部位，則具有較低之含水量，從而使得該懸掛浸水式植物栽培發電系統(10)得以視該植物(17)之生長條件需求，改變該水(15)之水面高度位置，以調整該植物(17)根系生長時之濕度條件，而使得該懸掛浸水式植物栽培發電系統(10)得以適合各種不同植物之生長，同時並可藉由該電路組(18)進行發電，以供給電源予外部之光源，來提供植物生長所需之光照條件，從而使得該懸掛浸水式植物栽培發電系統(10)可以在產生電能之同時，亦能促進植物之
生長，且其構造簡單，更可廣泛地在家居中被利用，透過大量、廣泛的利用來提供一定程度的綠能，來達到環境保護之效果。
另一方面，因本發明所提供的懸掛浸水式植物栽培發電系統係可視實際使用條件之不同，而在第一容器與第二容器之具體技術內容上存在變化，為此，尚請參閱圖2所示，在本發明第二較佳實施例中所提供懸掛浸水式植物栽培發電系統(10a)，其主要之技術特徵係與上述第一較佳實施例所揭者相同。
其中，在本實施例中，係使該第一容器(11a)在使用時係被置放於適當之平面上，例如地面，因此，在該第一容器(11a)即不需存在如第一較佳實施例所揭之第一吊件或其等效之構件。
進一步地，在用以使該第二容器(12a)與該第一容納空間(112a)之底部間維持適當高度間隔的技術手段上，於本實施例中所揭之該第二吊件(123a)乃係更包含了有一呈網格狀之支撐體(1231a)，係立設於該第一容納空間(112a)中，二掛耳(1232a)則係固設於該第二身部(121a)上，並勾掛在該支撐體(1231a)上，據以將該第二身部(121a)懸於該第一容納空間(112a)中，以維持上述高度間隔之穩定狀態。
尚需加以指出者係，用以維持上述高度間隔之技術手段，並不僅限於前開兩較佳實施例中所揭之吊掛技術手段，亦可為在該第二身部(121a)之底部與該第一容納空間(112a)之底部間夾置適當支持元件，例如墊塊等，亦可達成上述維持高度間隔之功效，而仍為本發明之技術特徵所能涵攝者。
再者，雖於該第一較佳實施例中係以管狀之形狀對該第二身部進行形狀上之描述，惟其所稱之概呈管狀，乃係指該第二身部在頂端與底端上都應當具備有開口，使得頂端的開口提供植物生長之空間，並以底端的開口來形成該連接部，並非在限制該第二身部之形狀需以管形狀為必要條件，即在對本
發明之申請專利範圍所為之解釋上，不應將第二身部之形狀侷限在管形狀之範圍內。
(10):懸掛浸水式植物栽培發電系統
(11):第一容器
(111):第一身部
(112):第一容納空間
(1121):底部
(113):第一吊件
(12):第二容器
(121):第二身部
(122):第二容納空間
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(123):第二吊件
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(131):開口
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(15):水
(16):介質
(17):植物
(18):電路組
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(182):陽極
(183):電路
Claims (7)
- 一種懸掛浸水式植物栽培發電系統，包含有：一第一容器，具有一第一身部，一由該第一身部所定義的第一容納空間；一預定量之水，係容納於該第一容納空間中；其中，該第一容納空間係呈一端透空之開放空間，並使該第一容器係以該第一容納空間的透空端朝上之狀態被懸吊；一第二容器，具有一呈管狀之第二身部，一由該第二身部的管孔之一部分與管軸一端管口定義之第二容納空間，並使該第二身部之至少一部分係位於該第一容納空間內且浸沒於該水中；其中，該第二容納空間在遠離該連接部之一端係呈透空，並使該第二容器係以該第二容納空間的透空端朝上之狀態被懸吊於該第一容納空間中，且該第二身部，以及一預定量之介質，係容納於該第二容納空間中，並使該介質之體積大於該第二容納空間位於該水之水平面以下部位之容積；一連接部，係以該第二身部的管孔之另部分與管軸另端管口定義出該連接部，用以使該水得以經由該連接部而自該第二容納空間進入該第一容納空間中；一陰極，係位於該水中；一陽極，係位於該介質中；一電路單元，係電性連接該陰極與該陽極地形成一迴路；一植物，係種植於該介質上。
- 如請求項1所述之懸掛浸水式植物栽培發電系統，其中，該第二容器係懸於該第一容納空間中。
- 如請求項2所述之懸掛浸水式植物栽培發電系統，其中，該連接部呈孔狀，係設於該第二身部上，使該第二容器位於該第一容器中時，得以經由該連接部連通該第一容納空間與該第二容納空間。
- 如請求項1所述懸掛浸水式植物栽培發電系統，其中，該第二身部之管軸另端係呈管徑漸縮之推拔狀，而使該管軸另端管口之口徑小於該管軸一端管口之口徑。
- 如請求項1所述懸掛浸水式植物栽培發電系統，其係更包含有一阻隔單元，係亙陳橫設於該第二身部中並介於該第二容納空間與該連接部之間。
- 如請求項1所述懸掛浸水式植物栽培發電系統，其中，該植物係為蔬菜。
- 如請求項1所述懸掛浸水式植物栽培發電系統，其中，該介質係為土壤、泥炭土、珍珠岩、椰糠、蛭石、稻殼灰、赤玉土、鹿沼土、硅藻土、粗河沙、顆粒土或有機培養土。
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| TWM560181U (zh) * | 2017-11-16 | 2018-05-21 | 大葉大學 | 室內植物微生物燃料電池 |
| EP3692784A1 (en) * | 2017-10-02 | 2020-08-12 | H. Ikeuchi & Co., Ltd. | Plant cultivation apparatus |
| CN111869380A (zh) * | 2020-07-16 | 2020-11-03 | 许�鹏 | 一种用于产电、富藻水体修复的植物-smfc体系及其应用设备 |
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2021
- 2021-11-04 TW TW110141201A patent/TWI814127B/zh active
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| TW202318968A (zh) | 2023-05-16 |
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