TR2021009217A2 - Yüksek mi̇ktarlarda elektri̇k üreti̇mi̇ i̇çi̇n yeni̇ bi̇r alg yaşam alani - Google Patents
Yüksek mi̇ktarlarda elektri̇k üreti̇mi̇ i̇çi̇n yeni̇ bi̇r alg yaşam alaniInfo
- Publication number
- TR2021009217A2 TR2021009217A2 TR2021/009217A TR2021009217A TR2021009217A2 TR 2021009217 A2 TR2021009217 A2 TR 2021009217A2 TR 2021/009217 A TR2021/009217 A TR 2021/009217A TR 2021009217 A TR2021009217 A TR 2021009217A TR 2021009217 A2 TR2021009217 A2 TR 2021009217A2
- Authority
- TR
- Turkey
- Prior art keywords
- algae
- hydrogels
- cassette
- photosynthetic
- microalgae
- Prior art date
Links
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 title claims abstract description 64
- 230000005611 electricity Effects 0.000 title claims abstract description 33
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 claims description 63
- 230000000243 photosynthetic effect Effects 0.000 claims description 38
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 33
- 230000029553 photosynthesis Effects 0.000 claims description 21
- 238000010672 photosynthesis Methods 0.000 claims description 21
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 8
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 7
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 7
- KIUKXJAPPMFGSW-DNGZLQJQSA-N (2S,3S,4S,5R,6R)-6-[(2S,3R,4R,5S,6R)-3-Acetamido-2-[(2S,3S,4R,5R,6R)-6-[(2R,3R,4R,5S,6R)-3-acetamido-2,5-dihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-2-carboxy-4,5-dihydroxyoxan-3-yl]oxy-5-hydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-3,4,5-trihydroxyoxane-2-carboxylic acid Chemical compound CC(=O)N[C@H]1[C@H](O)O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@@H](O[C@H]3[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O3)C(O)=O)O)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)NC(C)=O)[C@@H](C(O)=O)O1 KIUKXJAPPMFGSW-DNGZLQJQSA-N 0.000 claims description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 5
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 claims description 5
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 claims description 5
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 claims description 5
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 claims description 5
- 229920002907 Guar gum Polymers 0.000 claims description 5
- 229920001046 Nanocellulose Polymers 0.000 claims description 5
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 5
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 5
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims description 5
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 claims description 5
- 229940045110 chitosan Drugs 0.000 claims description 5
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 claims description 5
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 claims description 5
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 claims description 5
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000000665 guar gum Substances 0.000 claims description 5
- 235000010417 guar gum Nutrition 0.000 claims description 5
- 229960002154 guar gum Drugs 0.000 claims description 5
- 229920002674 hyaluronan Polymers 0.000 claims description 5
- 229960003160 hyaluronic acid Drugs 0.000 claims description 5
- 229920001495 poly(sodium acrylate) polymer Polymers 0.000 claims description 5
- 229920002338 polyhydroxyethylmethacrylate Polymers 0.000 claims description 5
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 5
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 5
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims description 5
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims description 5
- NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M sodium polyacrylate Chemical compound [Na+].[O-]C(=O)C=C NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 6-{[2-carboxy-4,5-dihydroxy-6-(phosphanyloxy)oxan-3-yl]oxy}-4,5-dihydroxy-3-phosphanyloxane-2-carboxylic acid Chemical compound O1C(C(O)=O)C(P)C(O)C(O)C1OC1C(C(O)=O)OC(OP)C(O)C1O FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 102000009123 Fibrin Human genes 0.000 claims description 4
- 108010073385 Fibrin Proteins 0.000 claims description 4
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 4
- 229940072056 alginate Drugs 0.000 claims description 4
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 claims description 4
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 claims description 4
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 4
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 4
- 241000620196 Arthrospira maxima Species 0.000 claims description 3
- 240000002900 Arthrospira platensis Species 0.000 claims description 3
- 235000016425 Arthrospira platensis Nutrition 0.000 claims description 3
- 241000195645 Auxenochlorella protothecoides Species 0.000 claims description 3
- 241001536303 Botryococcus braunii Species 0.000 claims description 3
- 241000195654 Chlorella sorokiniana Species 0.000 claims description 3
- 241000195651 Chlorella sp. Species 0.000 claims description 3
- 240000009108 Chlorella vulgaris Species 0.000 claims description 3
- 235000007089 Chlorella vulgaris Nutrition 0.000 claims description 3
- 241000195628 Chlorophyta Species 0.000 claims description 3
- 241000192700 Cyanobacteria Species 0.000 claims description 3
- 241000195633 Dunaliella salina Species 0.000 claims description 3
- 241001517276 Glaucocystophyceae Species 0.000 claims description 3
- 241000371004 Graesiella emersonii Species 0.000 claims description 3
- 241000168517 Haematococcus lacustris Species 0.000 claims description 3
- 241000159660 Nannochloropsis oculata Species 0.000 claims description 3
- 241000509521 Nannochloropsis sp. Species 0.000 claims description 3
- 241001443840 Oocystis pusilla Species 0.000 claims description 3
- 241000199919 Phaeophyceae Species 0.000 claims description 3
- 241000206572 Rhodophyta Species 0.000 claims description 3
- 241000195663 Scenedesmus Species 0.000 claims description 3
- 241000405713 Tetraselmis suecica Species 0.000 claims description 3
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 claims description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000015110 jellies Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 3
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 claims description 3
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 claims description 3
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 claims description 3
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 claims description 3
- 241000206744 Phaeodactylum tricornutum Species 0.000 claims description 2
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 claims description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 claims description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 claims description 2
- 150000003722 vitamin derivatives Chemical class 0.000 claims description 2
- -1 aliinate Substances 0.000 claims 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 6
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 abstract description 5
- 235000013305 food Nutrition 0.000 abstract description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 6
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 3
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 3
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 3
- 206010011906 Death Diseases 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 241000196169 Ankistrodesmus Species 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 241000206602 Eukaryota Species 0.000 description 1
- BWGVNKXGVNDBDI-UHFFFAOYSA-N Fibrin monomer Chemical group CNC(=O)CNC(=O)CN BWGVNKXGVNDBDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000002522 swelling effect Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/16—Biochemical fuel cells, i.e. cells in which microorganisms function as catalysts
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Fertilizers (AREA)
- Hydroponics (AREA)
Abstract
Buluş, yüksek miktarlarda elektrik üretimi için mevcut uygulamalarda sürekli sıvı akışının gerektiği ve alglerin yaşam sürelerinin kısa olduğu yaşam ortamının düzenlenmesiyle sürekli sıvı akışının gerekmediği, alglerin ömrünün uzatıldığı, ömrü dolan alg yaşam ortamının da hayvan ve/veya gübre olarak geri besin olarak kullanılabileceği bir alg yaşam alanı ile ilgilidir.
Description
TARIFNAME YÜKSEK MIKTARLARDA ELEKTRIK ÜRETIMI içiN YENI BIR ALG YASAM TEKNIK ALAN Bulus, yüksek miktarlarda elektrik üretimi için mevcut uygulamalarda sürekli sivi akisinin gerektigi ve alglerin yasam sürelerinin kisa oldugu yasam ortaminin düzenlenmesiyle; sürekli sivi akisinin gerekmedigi, alglerin ömrünün uzatildigi, ömrü dolan alg yasam ortaminin da hayvan ve/veya gübre olarak geri besin olarak kullanilabilecegi bir alg yasam alani ile ilgilidir. Bulus, biyoteknoloji teknik alanina aittir. Bulusun ilgi alani alglerin, yasam ömrünü uzatmak ve yasam alanlarini daha da kalitelilestirerek yüksek verimde fotosentez yapmasini saglamak üzeredir. Fotosentez, bitkilerin günes enerjisini kimyasal enerjiye dönüstürdügü bir islemdir. Görünür isik ortaminda, bir dizi karmasik kimyasal reaksiyon sonucunda karbon dioksit (CO2) ve su (H20), glikoz ve oksijene (02) dönüstürülmektedir. Son zamanlarda elde edilen çesitli biyoyakit hücrelerinin fotosentez sonucu olusan ürünleri (glikoz ve 02) yakit olarak kullanilabilmektedir. Hücre içerisinde bulunan iki adet modifiye edilmis enzim elektrodu, glikoz ve oksijeni kullanilarak elektrik akimi olusmasini saglamaktadir. Sözü edilen fotosentetik yakit hücreler, alglerden çesitli bitkilere ve bakterilere dogru genis bir yelpazeyi temsil edebilmektedir. Teknikte alglerden, elektrik üretimi için çesitli girisimler bulunmaktadir. Algler, fotosentetik yakit hücrelerin anot kismina yerlestirilmekte ve fotosentez yapmasiyla elektrot yüzeyine elektron birakmaktadir. Hücreye baglanan bir dis yük ile elektronlari çikarmak ve cihazdan elektrik toplamak mümkün olabilmektedir. Fakat bu yöntemde alglerin saglikli kalabilmesi ve fotosentez islemlerini gerçeklestirebilmesi için bulundugu ortama sürekli sivi girisinin saglanmasi gerekmektedir. Mevcut teknikte alglerin bulundugu ortama sürekli sivi akisi gerektigi için sistem, tasinabilir olmayip ve agirlik olarak da hafif olmamaktadir. Bu durum alglerin, elektrik üretim hammaddesi olarak faydanilabilmesi için kullanim alanini daraltmaktadir. Mevcut teknikte elektrik elde edilecek fotosentetik yakit hücrelerde yasayan alglerin kullanim ömürleri kisa sürelidir. Istenilen performanslarda elektrik üretimi için fotosentetik yakit hücrelerin olusturdugu yasam ortami, alglere uygun bir yasam ortami olmasi gerekmektedir. Bu sayede alglerin yasam kaliteleri yükselmekte, kullanim ömürleri artacaktir. Daha öncesinde bahsedilen tüm sorunlarin yani sira fotosentetik yakit hücrelerde kullanilan alglerin, kullanim ömrü dolduktan sonra tekrar geri dönüstürülebilir bir yapiya sahip olamamaktadir. Bu durum kullanim ömrü dolan alglerin bertaraf edilmesi ve depolanmasini sorununu ortaya çikarmaktadir. Sonuç olarak, yukarida bahsedilen tüm sorunlar, ilgili teknik alanda bir yenilik yapmayi zorunlu hale getirmistir. BULUSUN KISA AÇIKLAMASI Mevcut bulus yukarida bahsedilen dezavantajlari ortadan kaldirmak ve ilgili teknik alana yeni avantajlar getirmek üzere, yüksek elektrik üretimi için bir alg yasam ortami ile ilgilidir. Bulusun bir amaci, yüksek miktarlarda ve verimlikte elektrik üreten bir alg içeren fotosentetik yakit hücresi ortaya koymaktir. Bulusun bir amaci, alglerin yasam kalitelerini arttirarak fotosentetik yakit hücre için kullanim ömürlerin uzun olmasinin saglanmasidir. Bulusun bir amaci, kullanim 'ömrü dolan alg fotosentetik yakit hücrelerin, g'L'ibre ve/veya hayvan yemi olarak geri dönüstürülebilmesi sonucu depolama ve atik sorunun ortadan kaldirilmasidir. Bulus, fotosentez tepkimeleri sonucu yakalanan elektronlarin elektrik `üretimde kullanildigi bir fotosentetik yakit hücresi (kaset) ile ilgilidir. Buna göre fotosentetik 0 fotosentez yapan canlilar olarak algler ve/veya mikroalgler, o ve sözü edilen alg ve/veya mikroalglerin, kullanim ömürlerini uzatmak, fotosentez için gerekli suyu ve yasam ortamini saglamaya yönelik en az bir hidrojel, burada algler ve/veya mikroalgler, hidrojeller içerisinde kalip haline getirilir ve kaset içerisine yerlestirilir, . hidrojeller içerisinde elde edilen elektrigin tasinmasini saglayan anot, katot ve diger devre elemanlari bilesenlerini içermektedir. Bu sayede elektrik eldesinde kullanilan alglerin yasam alanlarinin kalitelerini arttirilmasi, kullanim 'ömürlerini uzatilmasi, sürekli su girisini ortadan kaldirilmasi saglanmaktadir. Bulusun mümkün yapilanmasi totosentetik yakit hücresi alg ve/veya mikroalg olarak; fotosentez yapabilir yesil algler, kirmizi algler, mavi-yesil algler, glaucophyta ve/veya kahverengi algler grubundan veya bunlarin kabul edilebilir karisimlarini içermektedir. Burada tercihen alg ve/veya mikroalgin, ankistrodesmus sp, botryococcus braunii, chlorella emersonii, chlorella sorokiniana, chlorella vulgaris, chlorella sp., chlorella protothecoides, dunaliella salina, haematococcus pluvialis, nannochloropsis oculata, nannochloropsis sp., oocystis pusilla, phaeodactylum tricornutum, scenedesmus sp., spirulina platensis, spirulina maxima, tetraselmis suecica grubundan seçilmektedir. Bulusun m'umk'un yapilanmasi sözü edilen hidrojelin, dogal ve/veya sentetik hidrojeller veya bunlarin kabul edilebilir karisimlari olmasidir. Bulusun mümkün yapilanmasi hidrojelin, hopolimer, kopolimer veya çoklu polimer hidrojelleri olabilmesidir. Bulusun mümkün yapilanmasi hidrojel olarak aljinat, karboksimetil selüloz, polietilen glikol, polivinil pirolidon, hyaluronik asit, kitosan, guar zamki, karbon nanotüp içeren hidrojeller, çesitli nanoselüloz hidrojeller, polihidroksietil metakrilat, polietilen oksit, silikon hidrojeller, polivinil alkol, sodyum poliakrilat, kolajenler, j'oleler, jelatinler ve/veya fibrinler grubundan seçilmesidir. Bu sayede bulus konusu fotosentetik yakit hücreleri için sürekli besin ve su girisinin ihtiyaç olmadigi yasam alani olusturulabilmektedir. Bulusun mümkün yapilanmasi fotosentetik yakit hücresi bünyesinde en az bir katki bileseni içermesidir. Sözü edilen katki bileseni olarak alg ve/veya mikroalglerin yasam kalitelerini arttiracak mineral, vitamin ve/veya diger besin türleri veya bunlarin karisimlaridir. Bulus, fotosentetik yakit hücrelerinde elektron saglayici olarak görev alan algler ve/veya mikroalglerin, kullanim ömürlerini uzatmak, fotosentez verimini arttirmak ve fotosentetik pil yakit hücrelerinin tasinabilir hale gelmesini saglamak üzere hidrojellerin kullanilmasi ile ilgilidir. Bulusun mümkün yapilanmasi hidrojellerin gübre ve/veya yem olarak kullanilabilmesi için toksik etki içermeyen veya canlilar için çok az degerde olan toksisiteye, mikroalgler ve/veya algler için yüksek su miktarina sahip dogal ve/veya sentetik hidrojellerden olmasidir. Bulusun mümkün yapilanmasi hidrojel olarak; aljinat, karboksimetil selüloz, polietilen glikol, polivinil pirolidon, hyaluronik asit, kitosan, guar zamki, karbon nanotüp içeren hidrojeller, çesitli nanoselüloz hidrojeller, polihidroksietil metakrilat, polietilen oksit, silikon hidrojeller, polivinil alkol, sodyum poliakrilat, kolajenler, jöleler, jelatinler ve/veya fibrinler grubundan seçilmesidir. BULUSUN DETAYLI AÇIKLAMASI Bu detayli açiklamada bulus konusu, yüksek miktarlarda elektrik üretimi için mevcut uygulamalarda sürekli sivi akisinin gerektigi ve alglerin yasam sürelerinin kisa oldugu yasam ortamlarinin düzenlenmesiyle sürekli sivi akisinin gerekmedigi, alglerin ömrünün uzatildigi, ömrü dolan alg yasam ortaminin da hayvan ve/veya gübre olarak geri besin olarak kullanilabilecegi bir alg yasam alani ile ilgili olup; sadece konunun daha iyi anlasilmasina yönelik hiçbir sinirlayici etki olusturmayacak örneklerle açiklanmaktadir. Bulusta sözü edilen alg yasam alani aslinda bir "fotosentetik yakit hücre" ortamidir. Fotosentetik yakit hücrelerde, teknikte bilinen kimyasal reaksiyonlar sonucu elektrik üretilmektedir. Bulusta sözü edilecek alg yasam alani bundan sonra "kaset" olarak ifade edilecektir. Bulusun konusu olan alglerin yasam alani, esas olarak bir fotosentetik yakit hücre olup; bulusun yenilikçi yönü bu fotosentetik yakit hücrelerin tasinabilir ve birim olarak ifade edilebilmesinin saglanabilmesi için bundan sonra fotosentetik yakit hücre yerine kaset ifadesinin kullanilmasi sayesinde daha anlasilir ve mevcut teknikteki uygulamalardan ayirt edilebilir olmaktadir. Bulusun esas konusu, yüksek verimde elektrik üretiminin saglanabilmesi için alg yasam ortaminin, alglere uygun hale getirilmesinin saglanmasidir. Mevcut teknikte hem alglerin saglikli kalmasi hem de fotosentez için gerekli ham besin maddesi olan suyun sürekli sisteme beslenmesi gerekmektedir. Bulusta elde edilen kasetlerde, alglerin yasam alanlarini kalitelilestirmek için hidrojellerin kullanilmasi önerilmektedir. "Hidrojeller" ifadesi yüksek oranda suyu bünyesine alarak sisme özelligi gösterebilen çapraz bagli homo ya da kopolimerik Bilindigi üzere bazi hidrojeller, bünyesinde agirliginin %98'ine kadar su bulundurabilmektedir. Bu kadar su bünyesinde bulundurmasina ragmen hidrojellerin, katimsi bir jel formu bulunmaktadir ki bu durum hidrojellere belli bir rijitlik saglamaktadir. Bulusta kullanilmasi düsünülen hidrojel, dogal ve/veya sentetik hidrojeller veya bunlarin kabul edilebilir karisimlari olabilmektedir. Hidrojel; hopolimer, kopolimer veya çoklu polimer hidrojelleri olabilmektedir. Bulusta hidrojel olarak birçok hammadde kullanilabilir olup; bunlar aljinat, karboksimetil selüloz, polietilen glikol, polivinil pirolidon, hyaluronik asit, kitosan, guar zamki, karbon nanotüp içeren hidrojeller, çesitli nanoselüloz hidrojeller, polihidroksietil metakrilat, polietilen oksit, silikon hidrojeller, polivinil alkol, sodyum poliakrilat, kolajenler, i'oleler, jelatinler ve/veya fibrinler grubundan seçilebilmektedir. Hidrojel seçimi burada verilen bilesikler ile sinirli olmayip, bulusun yenilikçi yönü hidrojel üretimi veya ürünü ile sinirli degildir. Bulusta Önerilen kaset sisteminde hidrojel olarak; tercihen dogal, toksik etkiye sahip olmayan hammaddeler kullanilmaktadir. Bulusta fotosentetik hammadde olarak teknikte de kullanimi bilinen algler kullanilmaktadir. '"Alg" sucul fotosentetik ökaryotlari tanimlamak için kullanilan ve birbirleriyle akraba olmayan çesitli gruplari içene alan resmi olmayan bir terimdir. Bulusta kullanilabilir algler, prokary'otik ve/veya 'Ökarybtik sinif gruplarindan veya bunlarin kabul edilebilir karisimlari olabilmektedir. Fotosentez yapabilir yesil algler, kirmiz algler, glaucophyta, mavi-yesil algler, kahverengi algler kullanilabilmektedir. Burada fotosentez yapabilir sarti 'önemlidir çünkü bulusta önerilen elektrik üretimi fotosentez tepkimeleri sonucu elde edilebilmektedir. Burada alg; ankistrodesmus sp, botryococcus braunii, chlorella emersonii, chlorella sorokiniana, chlorella vulgaris, chlorella sp., chlorella protothecoides, dunaliella salina, haematococcus pluvialis, nannochloropsis oculata, nannochloropsis sp., oocystis pusilla, phaeodactylum tricornutum, scenedesmus sp., spirulina platensis, spirulina maxima, tetraselmis suecica grubundan seçilebilmektedir. Bulusta fotosentetik yakit hücre olarak kullanilabilecek kaset, çesitli kabul edilebilir tasarimlarda elde edilebilmektedir. Kasetin tasarimi, elektrik üretimi için daha öncesinde kullanilan fotosentetik yakit hücrelere benzer yapidadir. Bulus konusu kaset bünyesinde alglerin yasam kalitelerinin artmasini saglamak üzere hidrojellerin kullanilmasidir. Bulusta kullanilacak fotosentez yapabilir algler, bünyesinde yüksek miktarda su ve bunun yani sira fotosentez için gerekli olan fonksiyonel gruplari barindirabilen bir hidrojel kanallarin içerisinde yayilmaktadir. Bulusta hidrojel içeren kaset ortami, bünyesinde ek bilesenler içerebilmektedir. Bu ek bilesenler, alglerin yasamlarinin kalitesini arttirilmasini saglayabilir bunun sonucu da daha yüksek miktarda fotosentez yapilmasini saglayabilir. Sözü edilen ek bilesenler olarak çesitli mineral, vitamin ve algler için besin kaynagi olabilecek katki bilesenleri olabilir. Bu katki besinleri sivi içerisinde karisim halinde de verilebilir ya da hidrojel bünyesine de eklenebilir. Alg içeren kaset, bünyesinde fotosentez ürünlerinin elektrige dönüsümü saglayan ve elde edilen elektrigin iletilmesi, depolanmasi veya diger elektriksel islemler için gerekli olan bilesenleri barindirabilir. Bu bilesenlere örnek olarak, kasete gömülü bir vaziyette duran anot ve katot elektrotlari olabilir. Bu elektrotlar arasinda elektriksel iletimleri saglayan kablolarda kaset bünyesinde yer alabilir. Bulusta elde edilen kaset, bünyesinde tuz köprüsü görevi görebilecek çözeltiler, jeller, çesitli elektrolit yapilar içerebilmektedir. Bulusun bir diger yapilanmasinda böyle bir bilesene ihtiyaç olmayabilir, hidrojel kendiliginde tuz köprüsü görevine sahip olabilecek yapilanmada olabilir. Bulusta kasetin içerisine konulacagi ana sabit yapi farkli elektronik ek bilesenler içerebilir. Bu ek bilesenler aktarilan elektrik enerjisinin depolanmasi, iletilmesi ve güçlendirilmesinde kullanilabilir. Bulusta kullanilacak elektrotlarin hammaddesi bu bulus kapsaminda fark etmemektedir. Teknikte bilinen elektrotlar, bu bulus kapsaminda kullanilabilir. Bulusta elde edilen kaset, elektronlarin iletimini en iyi seviyelere çikarmak için bakir ve/veya gümüs bazli tel agini kullanmaktadir. Bulusun yenilikçi y'onü; alg ve benzeri mikrobiyal yapilardan elektrik üretimi ve elde edilen elektrigin tasinmasi, depolanmasi ile ilgili islemler üzerine degildir. Bulusta elde edilen elektrik, nihai amaç ve sonuçtur. Mevcut alg ve benzeri mikrobiyal yapilardan elde edilen elektrik sistemlerinin performanslari ve kullanim ömürleri ilgili teknik alan için problem oldugu gözlemlenmis olup, bulusçular tarafindan elektrik üretim birimleri olan fotosentetik yakit hücrelerin, sistemlerinin degistirilmesi ve algler için uygun bir yasam alanina dbnüstürmenin gerekli oldugunu görmüslerdir. Bu bulusta yer alan düzenlemeler esas olarak alglerin, yasam alanlarini alglere uygun hale getirmektedir. Bunu da bünyesinde algler için gerekli su ve besini saglayabilecek, alglerin uzun süreli canli organizmalar olarak kalarak fotosentez islemlerinin gerçeklestirilmesi için hidrojeller ile saglamaktadir. Hidrojellere dagitilan algler, kasetler içerisinde konularak fotosentez ile istenilen kimyasal reaksiyonlarin gerçeklesmesini saglamaktadir. Kasetler bünyesinde yer alan elektrik üretimini, iletimini ve depolanmasini saglayacak unsurlar sayesinde ise fotosentez sonucu elde edilen kimyasal reaksiyonlardan elektrik elde edilmesi saglanip elde edilen elektrigin kasetlerden diger sistem unsurlarina iletilmektedir. Bulusta bahsedilen hidrojel-alg-elektrik unsurlari ve/veya diger katki bilesenleri sadece bir kaset içindir. Fakat daha karmasik ve yüksek miktarda elektrik üretim sistemleri için çok sayida bulus konusu birim kaset kullanilabilmektedir. Bulus konusu, birim kasetlerden olusturulan sistemin kullanimi birçok teknik alanda yer alabilme potansiyeli tasimaktadir. Medikal cihazlarin çalismasi için gerekli elektrigi saglamaktan bir fabrikanin çatisinda yer alarak tesisin tüm elektrik ihtiyacini saglayabilecegi ilerleyen düzenlemelerde gerçeklesebilecegi düsünülmektedir. Bulusun ilgili teknik alana sagladigi en büyük avantajlardan biri sistemin tasinabilir olmasidir. Bu sayede birçok teknik alanda kullanimi saglanabilmektedir. Bulusun ilgili teknik alana sagladigi bir diger teknik avantaj, sisteme sürekli sivi girisini ortadan kaldirilmasidir. Hidrojellerin kullanilmasi kaset birimlerinin rijit bir yapiya ulasilmasini saglanmaktadir. Bulusun ilgili teknik alana saglayacagi düsünüldügü bir diger teknik avantaj, hidrojel ve alg yapisinin kullanim ömrü doldugunda hayvanlar için yem bitkiler için gübre olarak kullanilmasidir. Hidrojel hammaddesi olarak gübre ve/veya yem olarak kullanilmasi ile bu gerçeklestirilebilir. Bulusta elde edilen kaset formati açili kapanir iki kapak içerisinde isik geçirecek bir çerçeve seklinde olmaktadir. Kapaklarin içerisine algler ve hidrojel büyüme ortami kalip halinde konulacak daha sonra kaset dis kilidiyle jelin düsmemesi için kilitlenebilmektedir. Kaset içerisinde anot ve katodun baglanabilecegi devre elemanlari gömülü halde bulunmaktadir. Jelin içerisinde bu baglanti noktalarina baglanacak tel yapisi hazir halde üretilmektedir. Burada tercihen kast plastik malzemelerden elde edilir. Elde edilen kaset takilip çikarilacagi ana gövde metalden olacak ve gerekli devreleri, baglanti noktalarini, kablolari ve isiga dogru dönmesini saglayacak ara elemanlari barindirmaktadir. Kaset ve ana devre boyutlari uygulama alanina ve ihtiyaca göre farkli büyüklüklerde üretilebilmektedir. Bulusun koruma kapsami ekte verilen istemlerde belirtilmis olup kesinlikle bu detayli anlatimda örnekleme amaciyla anlatilanlarla sinirli tutulamaz. Zira teknikte uzman bir kisinin, bulusun ana temasindan ayrilmadan yukarida anlatilanlar isiginda benzer yapilanmalar ortaya koyabilecegi açiktir. TR TR TR TR TR
Claims (1)
1.ISTEMLER . Bulus, fotosentez tepkimeleri sonucu yakalanan elektronlarin elektrik üretimde kullanildigi bir fotosentetik yakit hücresi (kaset) olup özelligi; - fotosentez yapan canlilar olarak algler ve/veya mikroalgler; o ve sözü edilen alg ve/veya mikroalglerin, kullanim ömürlerini uzatmak, fotosentez için gerekli suyu ve yasam ortamini saglamaya yönelik en az bir hidrojel; burada algler ve/veya mikroalgler, hidrojeller içerisinde kalip haline getirilir ve kaset içerisine yerlestirilir, - hidrojeller içerisinde elde edilen elektrigin tasinmasini saglayan anot, katot ve diger devre elemanlari bilesenlerini içermesidir. 2. istem 1'e uygun bir fotosentetik yakit hücresi (kaset) olup özelligi; alg ve/veya mikroalg olarak; fotosentez yapabilir yesil algler, kirmizi algler, mavi-yesil algler, glaucophyta ve/veya kahverengi algler grubundan veya bunlarin kabul edilebilir karisimlari olmasidir. . istem 1 veya 2'ye uygun bir fotosentetik yakit hücresi (kaset) olup özelligi; alg ve/veya mikroalgin, ankistrodesmus sp, botryococcus braunii, chlorella emersonii, chlorella sorokiniana, chlorella vulgaris, chlorella sp., chlorella protothecoides, dunaliella salina, haematococcus pluvialis, nannochloropsis oculata, nannochloropsis sp., oocystis pusilla, phaeodactylum tricornutum, scenedesmus sp., spirulina platensis, spirulina maxima, tetraselmis suecica grubundan seçilmesidir. . Istem 1'e uygun bir fotosentetik yakit hücresi (kaset) olup özelligi; sözü edilen hidrojelin, dogal ve/veya sentetik hidrojeller veya bunlarin kabul edilebilir karisimlari olmasidir. 5. istem 1 veya Istem 4'e uygun bir fotosentetik yakit hücresi (kaset) olup özelligi; hidrojelin, hopolimer, kopolimer veya çoklu polimer hidrojelleri olabilmesidir. 6. Istem 1 veya Istem 4'e uygun bir fotosentetik yakit hücresi (kaset) olup özelligi; hidrojel olarak aliinat, karboksimetil selüloz, polietilen glikoli polivinil pirolidon, hyaluronik asit, kitosan, guar zamki, karbon nanotüp içeren hidrojeller, çesitli nanoselüloz hidrojeller, polihidroksietil metakrilat, polietilen oksit, silikon hidrojeller, polivinil alkol, sodyum poliakrilat, kolajenler, jöleler, jelatinler ve/veya fibrinler grubundan seçilmesidir. 7. Istem 1-6'dan herhangi birine uygun bir fotosentetik yakit hücresi (kaset) olup özelligi; bünyesinde en az bir katki bileseni içermesidir. 8. istem Te uygun bir fotosentetik yakit hücresi (kaset) olup özelligi; sözü edilen katki bileseni olarak alg ve/veya mikroalglerin yasam kalitelerini arttiracak mineral, vitamin ve/veya diger besin türleri veya bunlarin karisimlari olmasidir. 9. Bulus, fotosentetik yakit hücrelerinde elektron saglayici olarak görev alan algler ve/veya mikroalglerin, kullanim ömürlerini uzatmak, fotosentez verimini arttirmak ve fotosentetik pil yakit hücrelerinin tasinabilir hale gelmesini saglamak üzere hidrojellerin kullanimi. 10.Istem 9'a uygun bir kullanim olup özelligi; hidrojellerin gübre ve/veya yem olarak kullanilabilmesi için toksik etki içermeyen veya canlilar için çok az degerde olan toksisiteye, mikroalgler ve/veya algler için yüksek su miktarina sahip dogal ve/veya sentetik hidrojellerden olmasidir. 11.Istem 10'a uygun bir kullanim olup özelligi; hidrojel olarak aljinat, karboksimetil selüloz, polietilen glikol, polivinil pirolidon, hyaluronik asit, kitosan, guar zamki, karbon nanotüp içeren hidrojeller, çesitli nanoselüloz hidrojeller, polihidroksietil metakrilat, polietilen oksit, silikon hidrojeller, polivinil alkol, sodyum poliakrilat. kolaienler. jöleler, jelatinler ve/veya fibrinler grubundan seçilmesidir. TR TR TR TR TR
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TR2021/009217A TR2021009217A2 (tr) | 2021-06-04 | 2021-06-04 | Yüksek mi̇ktarlarda elektri̇k üreti̇mi̇ i̇çi̇n yeni̇ bi̇r alg yaşam alani |
DE112022002924.2T DE112022002924T5 (de) | 2021-06-04 | 2022-05-30 | Ein neuer algenlebensraum für die erzeugung von strom mit hohen mengen |
PCT/TR2022/050496 WO2022255977A2 (en) | 2021-06-04 | 2022-05-30 | A new algae living space for production of electricity with high amounts |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TR2021/009217A TR2021009217A2 (tr) | 2021-06-04 | 2021-06-04 | Yüksek mi̇ktarlarda elektri̇k üreti̇mi̇ i̇çi̇n yeni̇ bi̇r alg yaşam alani |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TR2021009217A2 true TR2021009217A2 (tr) | 2022-10-21 |
Family
ID=84323634
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TR2021/009217A TR2021009217A2 (tr) | 2021-06-04 | 2021-06-04 | Yüksek mi̇ktarlarda elektri̇k üreti̇mi̇ i̇çi̇n yeni̇ bi̇r alg yaşam alani |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE112022002924T5 (tr) |
TR (1) | TR2021009217A2 (tr) |
WO (1) | WO2022255977A2 (tr) |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101872075B1 (ko) * | 2015-10-06 | 2018-06-28 | 단국대학교 산학협력단 | 에너지 생산 지속을 위한 세포 교환형 미생물 연료전지 및 미생물 연료전지용 세포 패치 |
-
2021
- 2021-06-04 TR TR2021/009217A patent/TR2021009217A2/tr unknown
-
2022
- 2022-05-30 WO PCT/TR2022/050496 patent/WO2022255977A2/en active Application Filing
- 2022-05-30 DE DE112022002924.2T patent/DE112022002924T5/de active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE112022002924T5 (de) | 2024-03-28 |
WO2022255977A2 (en) | 2022-12-08 |
WO2022255977A3 (en) | 2023-02-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ng et al. | Enhancement of power output by using alginate immobilized algae in biophotovoltaic devices | |
DK509483A (da) | Fremgangsmaade til inkorporering af biomateriale i perleformige polymerer | |
Greenman et al. | Microbial fuel cells (MFC) and microalgae; photo microbial fuel cell (PMFC) as complete recycling machines | |
Lorca et al. | A review of the use of GPEs in zinc-based batteries. A step closer to wearable electronic gadgets and smart textiles | |
KR101957023B1 (ko) | 그래핀 및 탄소나노튜브에 기반한 광합성 전지 및 이의 제조방법 | |
Bertaglia et al. | Eco-friendly, sustainable, and safe energy storage: a nature-inspired materials paradigm shift | |
CN108004166A (zh) | 一种高效降解pbat塑料地膜的微生物菌群 | |
Hu et al. | The gel-state electrolytes in zinc-ion batteries | |
Mahajan et al. | A comprehensive review on developments and future perspectives of biopolymer‐based materials for energy storage | |
Masri et al. | Sago gel polymer electrolyte for zinc-air battery | |
Chen et al. | Microalgae harvesting by self-driven 3D microfiltration with rationally designed porous superabsorbent polymer (PSAP) beads | |
Zhang et al. | Application of biomass materials in zinc-ion batteries | |
TR2021009217A2 (tr) | Yüksek mi̇ktarlarda elektri̇k üreti̇mi̇ i̇çi̇n yeni̇ bi̇r alg yaşam alani | |
Tian et al. | SiO2-alginate-based gel polymer electrolytes for zinc-ion batteries | |
Inam et al. | Photobioreactors as potential tools for environmentally friendly and sustainable buildings | |
Vasilieva et al. | Biotechnological Applications of Immobilized Microalgae | |
CN104150994B (zh) | 一种利用畜禽粪便及农作物秸秆获得电能和沼肥的装置及方法 | |
Yahya et al. | Green electricity production by Epipremnum Aureum and bacteria in plant microbial fuel cell | |
CN103275729A (zh) | 一种改良沙化土壤的添加剂及其制备方法 | |
CN110294909A (zh) | 一种生物质水解残渣制备耐水型生物塑料的方法 | |
Chin et al. | Effects of anode materials in electricity generation of microalgal-biophotovoltaic system-part I: natural biofilm from floating microalgal aggregation | |
Moustafa et al. | Feasible design for electricity generation from Chlorella vulgaris using convenient photosynthetic conditions | |
CN103642784A (zh) | 一种有机/无机水凝胶及其制备方法和应用 | |
CN105779355A (zh) | 一种可循环利用螺旋藻养殖液的螺旋藻养殖方法 | |
KR102608043B1 (ko) | 투명 미생물에너지 소자 및 그 제작 방법 |