Innovative electro-biotechnology of plant-microbial fuel cell involves the use of electrodes for the collection of bioelectricity produced by soil rhizosphere microorganisms, utilizing products of photosynthesis and plant residues compounds. The performance of plant-microbial electro-biosystem is highly dependent on the electrode materials and their configurations. Various materials as electrodes for electro-biosystems were analyzed, conducting experiments in laboratory with indoor plants and in situ with forest and garden plants. Graphite wastes of electric transport as cathodes and perforated zinc-galvanized steel plates as anodes were selected as electrodes for plant-microbial fuel cell due to their electro-efficiency, low cost and sustainability in environment. To design multi-electrode system, electrodes were connected each other by copper wires into cathode and anode system. The use of graphite wastes and polyvinyl chloride-insulated copper wires promoted reduction of the cost of electro-biotechnology. Multi-electrode plant-microbial fuel cells with 12 anodes and 11 cathodes with Caltha palustris plants at 10 Ω produced current of 40.98 mA that is 10.1 times more than mono-electrode plant-microbial fuel cells. The parallel connection of two multi-electrode electro-biosystems was resulted in 2.1-fold increase in current compared to the current generated by the one multi-electrode electro-biosystem. The serial connection of three multi-electrode plant-microbial fuel cells was led to an increase in the bioelectric potential in 2.9 times; at the same time, their parallel connection did not increase voltage. Variations of parallel-serial connections of several multi-electrode plant-microbial fuel cells as energy subunits into one complex multi-electro-biosystem were appeared the way to maximize the receiving of plant-microbial bioelectricity.

No abstract

In accordance with the work program for the restoration of klystrons, a cycle of studies was carried out, which includes X-ray fluorescence analysis of the composition of the emitter layer and core of oxide cathodes with different degrees of operating time. Studies have been conducted to assess the possibility of using and predicting the resource, both restored and used cathodes. Studies were conducted to assess the possibility of using and predicting the resource, both restored and used cathodes. The analysis was performed using a Bruker S8 TIGER WDXRF spectrometer (X-ray tube power 4 kW, Rh-cathode, current up to 170 mA, voltage up to 60 kV), with Spectra Plus software package. Comparative analysis of the data obtained for emitters with different degrees of development can provide a fairly reliable estimate of the efficiency and resource of the cathodes.

No abstract

Отримання біоелектрики з екосистем живих рослин та асоційованих з ними електрогенерувальних ґрунтових мікроорганізмів є інноваційним джерелом альтернативної енергії. Іn situ здійснено оцінку біоелектро-продуктивності екосистем лісових масивів, заболочених луків та агроекосистем Західної України у трьох зонах – північній (Полісся), центральній (Опілля) та південній (межа Покутсько-Буковинських Карпат і Чорногори). Найвищі показники біоелектрики ґрунту зафіксовано у фітомікробоценозах лісів. Середній рівень біоелектричного потенціалу в лісах становив 1080,5 мВ. Тільки дещо нижчими були середні біоелектричні показники в садах і заболочених луках, 1055,3 мВ і 1051,2 мВ, відповідно. Біоелектричний потенціал агрокультур істотно нижчий, за винятком Zea mаys L. Добовий рівень біоелектрики змінюється незначно із несуттєвим зниженням наприкінці світлового дня в частини зразків. Сезонні коливання рівня біоелектричного потенціалу від початку літа до пізньої осені у досліджених мікробно-рослинних асоціаціях є статистично незначними. Досліджено вплив вологості на генерацію біоелектричного потенціалу фітомікробоценозами. Виявлено позитивний вплив вологості ґрунту на генерування біоелектричного потенціалу. Встановлено зростання біоелектричного потенціалу в сухих ґрунтах, зумовлене активним фотосинтезом та акумуляцією вологи рослинами. Отримані результати розкривають перспективи лісових екосистем, екосистем заболочених луків і деяких агроекосистем як джерел поновлюваної та зеленої енергії при подальшому розробленні електробіотехнологічних аспектів.