Site Loader

Содержание

Гибридный стабилизатор напряжения Вольт Гибрид 7 кВт 7,5%, однофазный, 7 ступеней

  • Описание
  • Характеристики
  • Прикрепленные файлы
  • Отзывы

Однофазный стабилизатор напряжения Гибрид Э 7-1/32 V2.0 является надежным оборудованием, предназначенным для эксплуатации в офисах, квартирах, частных домах. Он обеспечивает эффективность при работе в сетях с напряжением, колеблющимся от 130 В до 295 В, позволяя получать на выходе 220 В. Благодаря этому техника в доме или офисе будет работать всегда исправно.

Вольт engineering Гибрид Э 7-1/32 v2.0 поддерживает мощность на выходе 7000 ВА. Работа стабилизатора основана на комбинированной работе релейных и симисторных ключей, стабилизатор по сути является автотрансформаторным с поддержкой ступенчатого регулирования напряжения. Обладая КПД на уровне 98%, аппарат содержит ЖК-дисплей и индикатор входного/выходного напряжения, что обеспечивает удобство контроля над важными параметрами. Подключение стабилизатора к сети осуществляется через розетку СЕЕ 7. Особенность аппарата в поддержке активного охлаждения при наличии встроенных вентиляторов, что обеспечивает стабильность его работы даже в условиях предельной нагрузки.

Устанавливать и эксплуатировать стабилизатор напряжения Гибрид Э 7-1/32 V2.0 рекомендуется в сухих и отапливаемых помещениях. Настенную установку рекомендуется производить в вертикальном положении (вентиляторами вверх), оставив сверху и снизу 10-15 см для охлаждения. Подключение осуществляется к существующей проводке через клеммную колодку.

Стабилизатор Гибрид Э 7-1/32 V2.0 ТМ «Вольт Engineering» идеально подходит для установки на даче или в загородном доме для защиты бытовой техники различного назначения.

Плюсы стабилизаторов Вольт Engineering Гибрид:

  • прогрессивная гибридная технология симисторно-релейной коммутации;
  • активная защита контактов от возникновения дуги;
  • минимальное время реакции на изменение входного напряжения;
  • бесшумный силовой тороидальный трансформатор;
  • достойная точность стабилизации выходного напряжения;
  • не искажает форму выходного напряжения;
  • низкое собственное потребление электроэнергии на холостом ходу;
  • высокоточное RMS-измерение входного напряжения;
  • наличие анализатора сети и состояния стабилизатора;
  • использование высокопроизводительного микроконтроллера управления;
  • возможность работы от бензо/дизель-генераторных установок;
  • система защиты трансформатора от перегрева;
  • исполнение стабилизатора по схеме автотрансформатора без гальванической развязки.
  • Количество фаз Однофазный стабилизатор
  • Тип стабилизатора гибридный
  • Номинальная мощность 7 кВА/кВт
  • Рабочий ток 32 А
  • Количество ступеней стабилизации 7
  • Тип ключа симистор/реле
  • КПД стабилизатора не ниже 98 %
  • Потребляемая активная мощность на холостом ходе не более 15 Вт
  • Номинальное выходное напряжение 220 В
  • Диапазон стабилизации 135-275 В
  • Максимальное входное рабочее напряжение 295 В
  • Минимальное рабочее входное напряжение 120 В
  • Точность в диапазоне стабилизации 7.5 %
  • Время реакции на изменение входного напряжения 100 мс
  • Частота питающей сети 45-65 Гц
  • Измерение входного тока и полной мощности нет
  • Ограничение тока КЗ и перегрузки входной автоматический выключатель с B-характеристикой электромагнитной защиты
  • Байпас нет
  • Анализатор сети и состояния стабилизатора есть
  • Принудительное охлаждение вентилятор
  • Дублирующая защита от перенапряжений есть
  • Входной дроссель нет
  • Выходной дроссель нет
  • Защита от перегрева есть
  • Регулировка напряжения на выходе, В нет
  • Регулировка нижнего порога отключения, В нет
  • Задержка на включение 10 с
  • Серия ВОЛЬТ ГИБРИД v2. 0
  • Тип подключения в розетку
  • Микроконтроллерное управление есть
  • Гарантия 2 года
  • Габаритные размеры (ВxШxГ) 380х225х145 мм
  • Габаритные размеры упаковки, не более 492х293х187 мм
  • Вес с упаковкой, не более 20 кг

Стабилизатор рассчитан на непрерывный режим работы и может использоваться в бытовых и промышленных условиях с нестабильной электросетью для питания электроприборов.

Тип стабилизатора напряжения

Существует несколько типов стабилизаторов напряжения: электромеханические, релейные, ступенчатые. Электромеханический стабилизатор напряжения переменного тока представляет собой вольтодобавочный трансформатор напряжения, автоматическое регулирование которого осуществляется с помощью поворотного щеточного контакта, оснащенного сервоприводом — автоматически управляемым электромеханическим приводом.

Релейные стабилизаторы напряжения относятся к классу автотрансформаторных стабилизаторов со ступенчатым регулированием напряжения путем переключения отводов (обмоток) силового автотрансформатора с помощью электромеханических силовых реле. То есть повышение/понижение напряжения на выходе стабилизатора идет параллельно повышению/понижению напряжения на входе стабилизатора. По принципу действия ступенчатые электронные стабилизаторы схожи с релейными, только переключение обмоток автотрансформатора происходит при помощи тиристоров или симисторов. Отсутствие механических деталей и механического износа позволяют продлить срок службы стабилизатора.

Гибридный, релейно — симисторный

Количество фаз

Одна

Номинальная мощность

7 кВА/кВт

Рабочий ток

32 А

Количество ступеней стабилизации

7

КПД стабилизатора не ниже

Коэффициент полезного действия (КПД), определяет эффективность системы и показывает отношение полезной мощности к всей затраченной мощности. К примеру, если КПД 95%, то это значит, что для получения полезной мощности было затрачено на 5% больше энергии.

98 %

Потребляемая активная мощность на холостом ходе не более

15 Вт

Номинальное выходное напряжение

220 В

Диапазон стабилизации

135 — 275 В

Точность в диапазоне стабилизации

Показывает степень возможного отклонения выходного напряжения стабилизатора.

7.5 %

Время реакции на изменение входного напряжения

100 мс

Частота питающей сети

Частота тока электрической сети, с которой может работать стабилизатор.

45-65 Гц

Минимальное рабочее входное напряжение

Минимальное напряжение входа, при котором аппарат может удерживать стабильное напряжение на выходе. Если напряжение в сети ниже указанного порога, то стабилизатор отключится, пока напряжение на входе не вернется в указанный диапазон.

120 В

Максимальное входное рабочее напряжение

Максимальное напряжение входа, при котором аппарат может удерживать стабильное напряжение на выходе. Если напряжение в сети выше указанного порога, то стабилизатор отключится, пока напряжение на входе не вернется в указанный диапазон.

295 В

Найти похожие

Руководство по эксплуатации (Gibrid-7-9_5-80_Volt-1.pdf, 1,799 Kb) [Скачать]

Отзывы не найдены

С 7 Вольт на Киловольт

Вольт

  • Abvolt
  • Exavolt
  • Аттовольт
  • Вольт
  • Гектовольт
  • Гигавольт
  • Декавольт
  • Дециволт
  • Зетунольт
  • Йоктовольт
  • Йоттавольт
  • Киловольт
  • Мегавольт
  • Микровольт
  • Милловольт
  • Нановольт
  • Петавольт
  • Пиковольт
  • Сантивольт
  • Статволт
  • Теравольт
  • Фемтовольт
  • Цептовольт

=

Киловольт

  • Abvolt
  • Exavolt
  • Аттовольт
  • Вольт
  • Гектовольт
  • Гигавольт
  • Декавольт
  • Дециволт
  • Зетунольт
  • Йоктовольт
  • Йоттавольт
  • Киловольт
  • Мегавольт
  • Микровольт
  • Милловольт
  • Нановольт
  • Петавольт
  • Пиковольт
  • Сантивольт
  • Статволт
  • Теравольт
  • Фемтовольт
  • Цептовольт

Формула 7 V = 7 / 1000 kV = 0,007 kV

7 Киловольт к Вольт

7 V = 0,007 kV

Объяснение:

  • 1 V равно 0,001 kV , поэтому 7 V эквивалентно 0,007 kV .
  • 1 Вольт = 1 / 1000 = 0,001 Киловольт
  • 7 Вольт = 7 / 1000 = 0,007 Киловольт

Таблица переходов с 7 Вольт в Киловольт

Вольт (V)Киловольт (kV)
7,1 V0,0071 kV
7,2 V0,0072 kV
7,3 V0,0073 kV
7,4 V0,0074 kV
7,5 V0,0075 kV
7,6 V0,0076 kV
7,7 V0,0077 kV
7,8 V0,0078 kV
7,9 V0,0079 kV

Преобразовать 7 V в другие единицы

Ед. измЕдиница Электрический потенциал
Цептовольт7.0e+21 zV
Йоктовольт7.0e+24 yV
Статволт0,02335 statV
Пиковольт7.0e+12 pV
Нановольт7.0e+09 nV
Милловольт7 000 mV
Микровольт7 000 000 µV
Мегавольт7.0e-06 MV
Киловольт0,007 kV
Гектовольт0,07 hV
Фемтовольт7.0e+15 fV
Декавольт0,7 daV
Дециволт70 dV
Сантивольт700 cV
Аттовольт7.0e+18 aV
Abvolt7.0e+08 abV

Различные единицы Вольт для Киловольт

  • 2 Вольт к Киловольт
  • 3 Вольт к Киловольт
  • 4 Вольт к Киловольт
  • 5 Вольт к Киловольт
  • 6 Вольт к Киловольт
  • 8 Вольт к Киловольт
  • 9 Вольт к Киловольт
  • 10 Вольт к Киловольт
  • 11 Вольт к Киловольт
  • 12 Вольт к Киловольт
  • 13 Вольт к Киловольт
  • 14 Вольт к Киловольт
  • 15 Вольт к Киловольт
  • 16 Вольт к Киловольт

Вольт Engineering Гибрид Э 7-1/40 v2.

0 в Москве

Магазин сертифицированого электрооборудования

Цены завода-производителя Официальная гарантия от 12 мес до 5 лет Доставка до порога за 1 день

Бесплатная доставка

Доставка за 1 день. Оплата после получения товара

Прошли проверку

Перед продажей проверены и готовы к работе

Официальная гарантия

Официальная гарантия
12 — 36 мес

Обмен/возврат 14 дней

Если не подойдет, получите деньги обратно.

Мощность
9 кВА
Вход. напряжение
120…295в
Выход. напряжение
220в ± 7.5%
Размеры (ВхШхГ)
460х275х178 мм
Работает при
0…+35°С
Серия
Вольт Гибрид
Масса
20 кг

23 980 ₽

Есть в наличии

В корзину

Защита покупателя!

Не подойдет — Гарантированный возврат средств
в течение 14 дней.

Документы:

Технический паспорт

Сертификат

Характеристики

Гибридный стабилизатор напряжения Вольт Engineering Гибрид, выполненный по прогрессивной технологии симисторно-релейной коммутации, защищает от просадок и скачков в электросети и поддерживает напряжение в соответствии с ГОСТ 32144-2013.

Стабилизатор Вольт Engineering Гибрид заметно выделяется на фоне других релейных стабилизаторов — переключение ступеней в нём шунтируется через симистор и происходит при обесточенном реле, что обеспечивает мягкое переключение со ступени на ступень, не вызывает сетевых помех, промаргивание света и возникновение дуги на контактах реле, приводящее со временем к «подгоранию» контактов. Гибридная технология позволила исключить всё то, что является существенным недостатком классических релейных стабилизаторов.

Благодаря использованию гибридной схемы и RMS-анализаторов сети, стабилизатор так же получил возможность работы от бензо/дизель-генераторных установок. Он имеет встроенный микропроцессор, который анализирует как входную, так выходную линию питания, управляет силовыми ключами, осуществляет самодиагностику и ведет журнал параметров сети и работы стабилизатора. Стабилизатор оснащен самым полным набором систем защиты с автоматическим возвратом в рабочее состояния, после нормализации показателей.

Стабилизаторы Вольт Engineering Гибрид можно порекомендовать всем, кто решил остановить свой выбор на релейном стабилизаторе и подыскивает модель в которой недостатки данного класса стабилизаторов будут минимально выраженными, а срок службы и качество исполнения будут максимально высокими.

Характеристики стабилизатора Вольт Engineering Гибрид Э 7-1/40

Мощность стабилизатора9 кВA (7…9 кВт)
Количество фаз1
Максимальный ток40 А
Тип стабилизатораГибридный, симисторно-релейный
Напряжение входа предельное, В120 — 295
Напряжение входа номинальное, В135 — 275
Напряжение выхода, В220 ± 7. 5%
ОхлаждениеКонвекционное/принудительное
ПодключениеКлеммная винтовая колодка
КПД, %>98
Ток холостого хода, А0.16 (35Вт)
Класс защиты по ГОСТ 14254-96IP 20
Климатическое исполнениеУХЛ 4.2
Размеры (ВхШхГ), мм460х275х178
Масса, кг20
ПроизводствоРоссия, Москва, НПО «Вольт Инжиниринг»
Гарантия2 года

Фото / Видео

Дополнительные фото будут добавлены.

Похожие товары

Вольт Engineering Ампер-Т Э 16-1/25 v2.0

  • Мощность:5.5 кВА
  • Вход. напряжение:100…295в
  • Выход. напряжение:220в ± 2.7%
  • Работает при:0…+35°С
  • Крепление:настенные

Подробнее

Вольт Engineering Ампер Э 9-1/32 v2. 0

  • Мощность:7 кВА
  • Вход. напряжение:135…285в
  • Выход. напряжение:220в ± 4.5%
  • Работает при:0…+35°С
  • Крепление:настенные

Подробнее

Вольт Engineering Гибрид Э 7-1/40 v2.0

  • Мощность:9 кВА
  • Вход. напряжение:120…295в
  • Выход. напряжение:220в ± 7.5%
  • Работает при:0…+35°С
  • Крепление:настенные

Подробнее

Вольт Engineering Ампер Э 9-1/50 v2.0

  • Мощность:11 кВА
  • Вход. напряжение:135…285в
  • Выход. напряжение:220в ± 4.5%
  • Работает при:0…+35°С
  • Крепление:настенные

Подробнее

Вольт Engineering Ампер Э 9-1/80 v2. 1

  • Мощность:18 кВА
  • Вход. напряжение:135…285в
  • Выход. напряжение:220в ± 4.5%
  • Работает при:0…+35°С
  • Крепление:настенные

Подробнее

Вольт Engineering Герц Э 16-3/25 v3.0

  • Мощность:17 кВА
  • Вход. напряжение:173…485в / 100…280в
  • Выход. напряжение:380в ± 2.3% / 220в ± 2.3%
  • Работает при:0…+40°С
  • Крепление:напольные

Подробнее

Вольт Engineering Герц Э 16-3/32 v3.0

  • Мощность:22 кВА
  • Вход. напряжение:173…485в / 100…280в
  • Выход. напряжение:380в ± 2.3% / 220в ± 2.3%
  • Работает при:0…+40°С
  • Крепление:напольные

Подробнее

Вольт Engineering Герц Э 16-3/40 v3. 0

  • Мощность:27 кВА
  • Вход. напряжение:173…485в / 100…280в
  • Выход. напряжение:380в ± 2.3% / 220в ± 2.3%
  • Работает при:0…+40°С
  • Крепление:напольные

Подробнее

Вольт Engineering Герц ПРО Э 16-3/100 v3.0

  • Мощность:66 кВА
  • Вход. напряжение:173…485в / 100…280в
  • Выход. напряжение:380в ± 2.3% / 220в ± 2.3%
  • Работает при:0…+40°С
  • Крепление:напольные

Подробнее

Вольт Engineering Герц ПРО Э 16-3/160 v3.0

  • Мощность:106 кВА
  • Вход. напряжение:173…485в / 100…280в
  • Выход. напряжение:380в ± 2.3% / 220в ± 2.3%
  • Работает при:0. ..+40°С
  • Крепление:напольные

Подробнее

Бесплатная доставка

Доставка за 1 день. Оплата после получения товара

Прошли проверку

Перед продажей проверены и готовы к работе

Официальная гарантия

Официальная гарантия
12 — 36 мес

Обмен/возврат 14 дней

Если не подойдет, получите деньги обратно.

Генерация высокого напряжения из сточных вод с помощью микробных топливных элементов, оснащенных недавно разработанным повышающим умножителем низкого напряжения (LVBM)

Abstract

Хотя микробные топливные элементы (МТЭ) могут производить возобновляемую энергию из сточных вод, генерируемая мощность практически непригодна для использования. Для извлечения полезной мощности из MFC, питаемого сточными водами, мы недавно разработали повышающий умножитель низкого напряжения (LVBM), который состоит из автоколебательного LVB и многокаскадных схем умножителя напряжения (VMC). Низкое выходное напряжение MFC (около 0,4 В) было успешно увеличено до 99   ±   2 В, что было самым высоким напряжением, о котором когда-либо сообщалось, без реверсирования напряжения за счет подключения LVB с 20-каскадными VMC. Более того, повышенное напряжение (81 ± 1 В) стабильно поддерживалось в течение > 40 ч даже после отключения БМЛЖ от МТЭ. Эффективность сбора энергии LVBM составила  > 80%, когда LVB с 4-ступенчатыми VMC был заряжен до 9,3 В. Эти результаты ясно показывают, что предлагаемая система LVBM является эффективным и самозапускающимся сборщиком и накопителем энергии для маломощных генерирующих MFC. .

Введение

Микробные топливные элементы (МТЭ) представляют собой биоэлектрохимические устройства, которые могут напрямую преобразовывать химическую энергию биоразлагаемого органического вещества в электрическую энергию экзоэлектрогенными бактериями в качестве катализатора. В МТЭ экзоэлектрогенные бактерии извлекают электроны из источника энергии (просто окисление) и переносят их на анод посредством различных механизмов внеклеточного переноса электронов (ВЭП) (так называемое анодное дыхание). Образовавшиеся электроны затем транспортируются к катоду и используются для реакции восстановления окисленных соединений (например, кислорода в случае МТЭ с воздушным катодом), которая вырабатывает электроэнергию 1 . Если сточные воды используются в качестве источника энергии, можно добиться одновременной очистки сточных вод и производства возобновляемой энергии. Таким образом, ожидается, что технология MFC является перспективным энергетически положительным процессом очистки сточных вод. Однако мощность, генерируемая отдельными MFC, практически непригодна для использования (не может напрямую управлять даже маломощными электронными устройствами, такими как светодиоды и радиодатчики с беспроводными датчиками) из-за высокого внутреннего сопротивления и низкого выходного напряжения, что в настоящее время является серьезной проблемой технологии MFC. . Требуемое рабочее напряжение таких устройств составляет не менее 2-5 В, а потребляемая мощность может достигать порядка 1 Вт 2 . The maximum theoretical voltage across anode and cathode ( E 0 cathode  −  E 0 bioanode ) of a single air–cathode MFC is 1.14 V (assuming E 0 bioanode  =  E 0 NADH  = − 0.32 V and E 0 cathode  =  E 0 кислород  =  + 0,82 В относительно SHE при нейтральном pH соответственно) 3 . Однако типичное наблюдаемое напряжение холостого хода (OCV) МТЭ с воздушным катодом находится в диапазоне 0,2–0,5 В из-за потерь электродного потенциала, таких как активационная поляризация, концентрационная поляризация и омические потери 4 , которые также зависят от субстрата, микроорганизмов, перенапряжений электродов, внутреннего сопротивления и приложенного внешнего сопротивления 5,6 . Плотность мощности, которую может генерировать МТЭ, обычно составляет от 1 до 2000 мВт·м 9 . 0009 −2 4 . Следовательно, выходное напряжение и мощность MFC должны быть увеличены для практического использования.

До сих пор несколько МФЦ просто соединялись последовательно или параллельно, чтобы решить проблемы с низким напряжением или мощностью. Однако, несмотря на то, что последовательно установленные блоки MFC могут обеспечить более высокое напряжение, часто оказывается, что это сложно и неэффективно из-за реверсирования напряжения (обратной полярности из-за нехватки топлива) отдельных блоков MFC, что приводит к значительному общему спаду напряжения 2,5,6,7 . В последнее время были предприняты значительные усилия для контроля и подавления возникновения инверсии напряжения путем подключения отдельных блоков MFC к системе отслеживания точки максимальной мощности (MPPT) для зарядки многослойного поляризованного конденсатора 8,9 . Однако такой технический подход позволил увеличить напряжения суммирования только в пределах от 2 до 3 В 8,9 .

В качестве альтернативы были предложены системы управления питанием (PMS) для повышения низкого выходного напряжения MFC до определенного требуемого напряжения и сохранения достаточного количества энергии для питания электронных нагрузок. В PMS в основном используется комбинация преобразователя постоянного тока в постоянный (DC / DC) для повышения низкого напряжения MFC до пригодных для использования уровней и суперконденсатора для временного накопления электроэнергии. На сегодняшний день были предложены различные типы коммерчески доступных или индивидуально разработанных PMS для сопряжения MFC с электронными нагрузками, и их характеристики были оценены 9.0009 2,6,7,10,11,12,13,14,15,16 (табл. 1). Мы также успешно добились повышенного напряжения 5,2 В от сточных вод с помощью однокамерного МТЭ с воздушным катодом, оснащенного усилителем низкого напряжения (LVB) 16 . Две единицы МТЭ, оснащенные индивидуальной серийно выпускаемой СЭМ, были соединены последовательно, что могло генерировать только конечное суммированное напряжение 6,6 В 6 . В этих исследованиях низкое выходное напряжение MFC было увеличено до 2–12 В, что могло управлять только низковольтными электронными устройствами, но все еще недостаточно для реальных приложений. Большинство существующих PMS для приложений MFC изготавливаются только для повышения низкого напряжения, а не для дальнейшего усиления или умножения повышенного напряжения. Соответственно, для дальнейшего увеличения выходного напряжения требуется умножитель вторичного напряжения или усилитель первичного повышенного напряжения.

Таблица 1. Сравнение ранее зарегистрированных MFC, оснащенных коммерчески доступными или индивидуально разработанными системами управления питанием (PMS). UPEM: Энергия сверхнизкой мощности для MFC; ИС: интегральная схема; LVBM-[n]: Бустерный умножитель низкого напряжения с номером ступени каскадного умножителя [n]. Н/Д: недоступно.

Полноразмерная таблица

Поэтому в этом исследовании мы предлагаем новую двухступенчатую систему «увеличение и умножение», в которой низкое выходное напряжение MFC сначала повышается до напряжения переменного тока (AC) с помощью транзистора. на основе автоколебательного низковольтного усилителя 16 . После этого повышенное напряжение переменного тока дополнительно умножается и снова превращается в напряжение постоянного тока с помощью многоступенчатой ​​схемы однофазного умножителя напряжения Кокрофта-Уолтона (VMC) 17,18 . Нами изготовлен низковольтный бустерный умножитель (НБМ) и проведены испытания его работоспособности с использованием однокамерного МТЭ с воздушным катодом, использующего в качестве источника питания бытовые сточные воды. Низковольтный усилитель с 20-ступенчатой ​​схемой умножения переменного тока в постоянный (AC/DC) смог усилить напряжение MFC (около 0,4 В) до 99   ±   2 В и сохраняют в течение нескольких дней без изменения напряжения, что было самым высоким повышенным напряжением, о котором когда-либо сообщалось. Обсуждается возможность применения LVBM в технологии MFC.

Материалы и методы

Установка и эксплуатация МТЭ с воздушным катодом

Однокамерный МТЭ с воздушным катодом изготовлен из акрилового блока (20 × 18 × 3 см 3 ) и состоит из змеевидного поля течения с рабочий объем 0,3 л. Система MFC состоит из 4 анодных щеток из графитового волокна [2,2 см (диаметр) × 12 см (длина), Mill-Rose, Mentor, OH], установленных в 4 проточных каналах, между которыми расположены 2 разделительных электрода. ячейки сборки (SEA), как описано ранее 16 . МТЭ имели двухсторонние воздушные катоды из активированного угля на основе поливинилиденфторида (ПВДФ). Воздушные катоды из активированного угля на основе ПВДФ (10 см ×10 см) были изготовлены путем нанесения 10% (вес/объем) раствора ПВДФ, содержащего 26,5 мг/см 2 активированного угля (Норит SX-Plus, Голландия) и 8,8 мг/см 2 технического углерода (Vulcan XC-72, Cabot Corporation, США) непосредственно на сетку из нержавеющей стали (1 мм ×1 мм, тип 304, Eggs, TAIHO, Co, Япония). МТЭ с воздушным катодом инокулировали активным илом, полученным на очистных сооружениях сточных вод Sapporo Sosei (Саппоро, Япония), и непрерывно подавали стоки первичного отстойника (далее именуемые «бытовыми сточными водами») при гидравлическом времени удерживания (HRT) 1,5 часа. более одного года для достижения стабильной производительности 16 . После подтверждения того, что выработка электроэнергии стала стабильной, к MFC был подключен недавно разработанный усилитель низкого напряжения (LVB) с различным количеством цепей умножения переменного/постоянного напряжения, чтобы оценить эффективность сбора энергии MFC.

Электронная схема умножителя низкого напряжения (LVBM)

В этом исследовании была недавно разработана система LVBM для повышения и умножения низкого напряжения от одного MFC с воздушным катодом. LVBM состоит из автоколебательного транзистора на базе LVB 9.0009 16 , схема многокаскадного умножителя переменного/постоянного напряжения и блок хранения (рис. 1). Во-первых, низкое выходное постоянное напряжение MFC было повышено до переменного напряжения с помощью повышающего преобразователя напряжения постоянного тока в переменный ток (DC/AC), состоящего из низковольтного быстропереключаемого силового NPN-транзистора (STN851) 19 и катушек индуктивности. энергия которого многократно заряжается и разряжается в цепь (рис. 2). Эти повторяющиеся циклы заряда и разряда катушек индуктивности позволяют транзистору STN851 включать и выключать цепь с высокой частотой, тем самым вызывая высокий скачок напряжения переменного тока (>   2 В). В этом исследовании транзистор STN851 был выбран из-за его высокой скорости переключения и очень низкого напряжения насыщения между коллектором и эмиттером 9.0009 19 по сравнению с другими биполярными переходными транзисторами (BJT) или полевыми транзисторами металл-оксид-полупроводник (MOSFET), обычно используемыми в качестве переключателя 16 .

Рисунок 1

Фотография недавно разработанной системы умножения низкого напряжения (LVBM).

Изображение с полным размером

Рис. 2

Схема недавно разработанной системы бустера низкого напряжения (LVBM), соединенной с одним микробным топливным элементом с воздушным катодом (MFC), питаемым бытовыми сточными водами в качестве субстрата. ( A ) Воздушно-катодный МТЭ, питаемый бытовыми сточными водами, коричневой и фиолетовой стрелками указаны приток и сток соответственно. ( C1 ) представляет собой поляризованный конденсатор (10 В/4700 мкФ). ( B ) Электронная схема автоколебательного усилителя низкого напряжения, подключенная к MFC с воздушным катодом, T представляет собой тороидальную ферритовую катушку с двойной обмоткой по 20 витков, ( L1 и L2 ) представляют собой осевые катушки индуктивности ( 680 мкГн), Q — сверхбыстродействующий NPN-транзистор (STN851). ( C ) Схема полуволнового умножителя напряжения Кокрофта-Уолтона, C2 — поляризованный конденсатор (6 В/1500 мкФ), D — диодный выпрямитель 1N4001. (D) Схема блока памяти, C3 представляет собой эквивалентный конденсатор из 10 поляризованных конденсаторов (10 В/4700 мкФ), последовательно установленных друг на друга. Синие стрелки представляют текущий поток, когда Q включен, а красные стрелки представляют текущий поток, когда Q выключен. Зеленые пунктирные стрелки обозначают заряд и разряд конденсатора 9.0135 С1 .

Увеличенное изображение

Во-вторых, усиленное переменное напряжение умножается и преобразуется в выходное постоянное напряжение через многоступенчатую полуволновую схему умножения напряжения Кокрофта-Уолтона, которая представляет собой многоступенчатую однофазную каскадную схему из диодов и конденсаторов, действующих как схема подкачивающего насоса на каждой ступени (рис. 2C) 17,18 . Напряжение переменного тока выпрямляется диодом до напряжения постоянного тока, а ток накапливается в конденсаторах. Следовательно, дается следующий поток преобразования напряжения;

$$\begin{align} & {\text{Низкий}}\;{\text{DC}}\;{\text{выход}}\;{\text{напряжение}}\;{\text{ of}}\;{\text{MFC}} \to {\text{AC}}\;{\text{повышенное}}\;{\text{напряжение}} \to {\text{Multiply}}\; {\ text {AC}} \; {\ text {усиленный}} \; {\ text {напряжение}} \ times {\ mathbf {n}} \\ & \ to {\ text {}} \; {\ текст {повышенный}} \; {\ текст {и}} \; {\ текст {умноженный}} \; {\ текст {AC}} \; {\ текст {напряжение}} \; {\ текст {есть}} \;{\text{выпрямленное}}\;{\text{к}}\;{\текст{постоянный ток}}\;{\текст{напряжение}} \к {\текст{}}\;{\текст {электрический}}\;{\text{энергия}}\;{\text{был}} \\ & {\text{хранится}}\;{\text{в}}\;{\текст{}} \;{\text{конденсаторы}}. {\text{}} \\ \end{выровнены}$$

, где n — количество ступеней умножения. Система LVBM может работать даже при низком входном токе (около 1 мА) и напряжении (около 0,4 В) без подвода внешней энергии.

Измерения тока I (А) и напряжения (В) МТЭ проводились каждые 30 мин с помощью регистратора данных (Agilent 34970A) и записывались на персональный компьютер. Потенциалы электродов измеряли относительно электрода сравнения Ag/AgCl ( E 0  = 195 мВ по сравнению с SHE, RE-1B, ALS Co, Япония).

Энергоэффективность LVBM

Энергоэффективность ( η ) системы LVBM определяется как отношение энергии, запасенной в суперконденсаторе ( E Cap ) к потребляемой энергии ( E ) MFC ), когда MFC использовался для зарядки суперконденсатора (уравнение (1)), как описано ранее 2,14,15 .

$$\eta = { }\frac{{E_{Cap} }}{{E_{MFC} }}$$

(1)

где Е 9{{\text{T}}} I_{MFC} V_{MFC} {\text{dt}}$$

(3)

Для оценки эффективности сбора энергии использовалась система MFC-LVBM для зарядки пяти суперконденсаторы (2,7 В/350 Ф), установленные последовательно. Последовательно уложенные суперконденсаторы имеют эквивалентную емкость 70 Ф и общее напряжение 13,5 В. Выходное напряжение массива суперконденсаторов, ток МТЭ и выходной ток (ток после повышения напряжения) измерялись каждые 2 мин с данными регистратор. Испытание на энергоэффективность проводилось дважды.

Результаты и обсуждение

МТЭ с воздушным катодом непрерывно работал при скорости загрузки ХПК 6,6 ± 0,7 кг ХПК м -3 d -1 (1,5 ч-HRT) и средней скорости удаления ХПК Было достигнуто 5,11 ± 0,94 кг ХПК м -3 d -1 (рис. S1A, S1B). Выработка электроэнергии колебалась из-за нестабильной микробной активности и колебаний концентраций ХПК на входе, а МТЭ с воздушным катодом генерировала среднюю плотность тока 21,48 ± 16,9.7 мА·м -3 и удельная мощность 3,96 ± 3,01 Вт·м -3 соответственно (рис. S2A, S2B). Вновь сконструированный LVBM был подключен к одиночному МТЭ с воздушным катодом, и была оценена его работоспособность. Среднее выходное напряжение МТЭ в течение всего экспериментального периода составляло 0,45 ± 0,03 В. В качестве расширения электронной схемы LVB (рис. 2А) на начальные 20 ч (рис. 3А). Напряжение сразу увеличилось до 17 ± 1 В (рис. 3А). Подключение 8-ступенчатой ​​схемы умножителя переменного/постоянного напряжения дополнительно увеличило напряжение до 35 ± 2 В. Кроме того, когда количество схем умножителя переменного/постоянного напряжения было увеличено до 20, повышенное напряжение достигло 9.9 ± 2 В (максимальное напряжение составляло 101,24 В) и стабильно удерживалось на этом уровне в течение 50 ч (рис. 3А), что соответствовало примерно 243-кратному приращению напряжения постоянного тока к постоянному (рис. 3Б). Характеристики МТЭ с воздушным катодом, такие как вырабатываемый ток, выходное напряжение и электродные потенциалы (по сравнению с SHE), были очень стабильными в течение всего экспериментального периода (рис. 4A, B, C). Рисунок 3 ( B ) Прирост напряжения постоянного тока при подключении МТЭ с воздушным катодом к системе LVBM. Зеленая стрелка указывает на напряжение LVBM, когда LVBM был отключен от MFC. Рис. 4 катодного МТЭ при подключении МТЭ к LVBM с 4-каскадной, 8-каскадной и 20-каскадной схемами умножителя соответственно.

Изображение полного размера

После 85-часовой работы БМЛЖ была отключена от МТЭ, но стабильное выходное напряжение БМЛЖ 81±0,6 В сохранялось в течение 40 ч (рис. 3Б). Этот результат продемонстрировал, что, поскольку система LVBM состоит из схемы запоминающего устройства (C3 на рис. 2D) и последовательно соединенных друг с другом 10 поляризованных конденсаторов (10 В/4700 мкФ)), ее можно использовать для хранения достаточного количества энергии для питания электронных устройств, когда источник напряжения МТЭ временно недоступен или сильно колеблется из-за нестабильной микробной активности и поступающих органических нагрузок.

Системы управления питанием (PMS) для MFC в последнее время привлекают значительное внимание. Очень важно увеличить выходное напряжение и сохранить мощность, когда извлеченная энергия используется для управления любыми электронными устройствами на практике. Были разработаны, предложены и протестированы различные самозапускающиеся PMS. Хотя сообщалось о некоторых улучшениях, полученные в результате повышенные напряжения могли питать только маломощные электронные устройства, такие как небольшие беспроводные датчики или светодиоды 9.0009 2,6,7,10,13,14,15,20,21,22 (табл. 1). Наибольшее повышенное напряжение, о котором сообщалось на сегодняшний день, составляло 12 В, которое было получено из бентосного MFC (V MFC  = 0,35–0,5 В) с использованием двух встроенных обратноходовых преобразователей 13 .

Недавно разработанный LVBM в этом исследовании основан на уникальном двухэтапном подходе, с помощью которого низкое постоянное напряжение MFC сначала повышается до переменного напряжения, повышенное переменное напряжение умножается и преобразуется в высокое постоянное напряжение, а затем сохраняется умноженное высокое постоянное напряжение. Насколько нам известно, повышенное напряжение (99 ± 2 В) в этом исследовании является самым высоким напряжением, о котором когда-либо сообщалось для МТЭ с одним воздушным катодом, очищающего слабые бытовые сточные воды (около 400 мг-ХПК л -1 ) до сих пор (таблица 1). Например, Ким и др. 6 применил имеющийся в продаже усилитель напряжения LTC3108 к МТЭ с одним воздушным катодом, питаемому разбавленными свиными сточными водами (∼2 г ХПК л -1 ) в качестве субстрата, и получил повышенное напряжение 3,3 В 6 . Кроме того, Парк и его коллеги 14 использовали имеющийся в продаже усилитель напряжения обратного хода, чтобы увеличить низкое напряжение одного МТЭ с воздушным катодом, работающего на ацетате натрия (2 г л -1 ) и получили повышенное напряжение 5 В. МФЦ небольшого лабораторного масштаба. Таким образом, система LVBM позволила нам повысить низкое напряжение MFC до требуемых уровней без реверсирования напряжения, поскольку для непосредственного управления повышающим преобразователем постоянного/переменного тока требуется только одиночный или параллельно соединенный MFC. Кроме того, поскольку повышенное напряжение линейно коррелирует с количеством подключенных цепей умножителя переменного/постоянного напряжения (рис. 5), мы можем спроектировать LVBM, который может обеспечить желаемое напряжение, выбрав номер схемы умножителя. Однако в этом исследовании количество умножающих цепей было ограничено 20 единицами из соображений безопасности. Кроме того, высокое напряжение, полученное в этом исследовании, является воспроизводимым, и при необходимости может быть достигнуто даже более высокое напряжение  >   100 В. Транзистор NPN (STN851), используемый в повышающем преобразователе постоянного/переменного тока, может легко выдерживать высокий постоянный ток до 5 А (при рабочей температуре 25 °C), что является абсолютным максимальным номинальным током коллектора (IC) (таблица 2). Это говорит о том, что система LVBM на основе транзисторов NPN может применяться в широком диапазоне входного тока для крупномасштабных практических приложений MFC. Для очистки сточных вод необходимо использовать несколько установок MFC, чтобы получить более высокую производительность очистки и выходную мощность. Однако, в отличие от обычных топливных элементов, общая производительность многослойных МТЭ по выработке электроэнергии не была стабильной из-за нестабильной или неравномерной микробной активности, которая обычно ограничивается блоком (блоками) с наихудшими характеристиками. Одним из решений может быть сначала соединение каждого блока MFC с LVBM для увеличения или стабилизации индивидуального уровня мощности, а затем последовательное или параллельное соединение всех блоков MFC-LVBM. В этом исследовании напряжение МТЭ было успешно повышено и усилено, но ток все еще оставался значительно низким. Чтобы получить достаточную мощность ( т.е. ., ток) для управления электронными устройствами МФЦ-ЛВБМ должен быть подключен параллельно. ТЭО должно быть проведено в будущем.

Рис. 5

Корреляция между повышенными напряжениями и числом применяемых цепей умножения переменного/постоянного напряжения. Число n = 0 указывает на выходное напряжение однокамерного МТЭ с воздушным катодом. Тест проводился в двух повторностях. Символ (ромб) и (круг) обозначают первое и второе испытание с повышенным напряжением соответственно, демонстрируя воспроизводимые результаты.

Изображение полного размера

Таблица 2 Рабочие электрические характеристики системы LVBM, использованной в этом исследовании. I CEmax — теоретический максимальный ток, поддерживаемый системой LVBM в случае крупномасштабного применения (т. е. массив параллельных MFC), V CE max — максимальное напряжение, поддерживаемое LVBM.

Полноразмерный стол

В этом исследовании LVBM был разработан для извлечения энергии из малой мощности, генерируемой однокамерным MFC, без дополнительного ввода энергии для запуска. Эффективность сбора энергии LVBM была ключевым параметром для оценки его производительности и поэтому оценивалась с использованием суперконденсатора 70 фарад 13,5 В и одного MFC с воздушным катодом в качестве источника питания (рис. S4). В этом эксперименте использовалась LVBM с 4-ступенчатой ​​схемой умножения переменного/постоянного напряжения (LVBM-4), поскольку LVBM-4 могла повышать напряжение до 17 ± 1 В (рис. 5), что близко к номинальному напряжение суперконденсатора.

LVBM-4 зарядил суперконденсатор до 9,3 В за 103,5 ч (рис. 6А). Выходное напряжение МТЭ с воздушным катодом и ток, протекающий от МТЭ к LVBM-4, оставались неизменными (V MFC  = 0,66 ± 0,03 В при 14,7 ± 0,6 мА соответственно) при зарядке суперконденсатора. Выходной ток LVBM-4 резко уменьшился с 14,7 ± 0,6 мА до 2,1 ± 0,5 мА (рис. 6Б). Это указывает на то, что LVBM-4 заряжал суперконденсатор, получая входную мощность 9,82 ± 0,54 мВт от МТЭ. Соответственно, эффективность сбора энергии LVBM-4 была рассчитана как 82,2% (таблица S1). Также была определена эффективность сбора энергии при относительно низкой входной мощности 0,25 ± 0,14 мВт (V MFC  = 0,27 ± 0,08 В при 0,9 ± 0,21 мА) от того же МТЭ с воздушным катодом. LVBM-4 может собирать 83% энергии MFC даже при низкой входной мощности (таблица S1). Этот результат свидетельствует о том, что LVBM-4 может эффективно извлекать и хранить относительно небольшую энергию от MFC независимо от входной мощности.

Рис. 6

( A ) Зарядка суперконденсатора 70-F от 0 В до 9,3 В с использованием однокамерного МТЭ с воздушным катодом в качестве источника питания с помощью LVBM. ( B ) Динамика тока и напряжения, генерируемых МТЭ с воздушным катодом для питания системы LVBM. Выходной ток соответствует измеренному току после повышения напряжения с помощью системы LVBM. Напряжение MFC представляет собой выходное напряжение, когда MFC с воздушным катодом подключен к системе LVBM для зарядки суперконденсатора.

Изображение полного размера

Эффективность сбора энергии LVBM-4 была выше ранее заявленных значений DC-DC преобразователей на основе конденсаторов (5,33%) 2 , повышающих преобразователей на основе диодов (22%) 12 , и обратноходовые преобразователи (26–77%) 13,14 (табл. 1). Это свидетельствует о том, что LVBM обладает высокоэффективной зарядкой конденсаторов. Однако, поскольку LVBM-4 извлекал избыточный ток, выходной ток LVBM-4 был значительно снижен до 2,1 ± 0,5 мА (рис. 6B).

Нормализованная рекуперация энергии (NER COD ) была предложена для оценки эффективности очистки с точки зрения удаления ХПК и рекуперации энергии 23,24 (таблица S2). Самый высокий показатель NER COD в этом исследовании составил 0,148 ± 0,007 кВтч/кг ХПК, что согласуется с ранее опубликованными значениями NER COD для МТЭ, питающихся бытовыми сточными водами в качестве топлива 24,25 . Согласно сообщениям, теоретическое содержание энергии в бытовых сточных водах составляет 3,86 кВтч/кг ХПК в бытовых сточных водах 25 . Соответственно, в этом исследовании процент электроэнергии, извлеченной из реальных бытовых сточных вод, составляет 3,83% (0,148/3,86 × 100 (%)). Кроме того, учитывая, что эффективность сбора энергии LVBM-4 составляла 83%, система MFC-LVBM извлекала 3,2% теоретически доступной энергии в сточных водах в этом исследовании.

Эффективность сбора энергии не может быть определена с помощью LVBM-8 и LVBM-10 (8 и 10 ступеней умножения), поскольку при увеличении повышенного напряжения выходной ток становится чрезвычайно низким (ниже предела обнаружения регистратора данных). Это говорит о том, что увеличение выходного напряжения с помощью LVBM является компромиссом между снижением тока и общей потерей мощности (энергии). Количество применяемых каскадов умножения сильно зависит от входной мощности 17 и поэтому должны быть оптимизированы для отдельных MFC, чтобы свести к минимуму потери энергии во время операции сбора энергии. LVBM, оснащенный рядом умножающих ступеней, может применяться для пилотных МТЭ и МЭК, таких как биокатодный МЭК (1,5 м 3 ), очищающий городские сточные воды, который непрерывно генерирует стабильную выходную мощность 406   ±   30 мВт · м −3. 26 . Возможные применения системы LVBM должны быть изучены в будущем.

Таким образом, был недавно разработан низковольтный бустерный умножитель (LVBM) для МТЭ с одним воздушным катодом, и его рабочие характеристики были протестированы. Система LVBM смогла увеличить низкое выходное напряжение MFC (0,45 ± 0,03 В) до 99 ± 2 В и удержание на этом уровне напряжения в течение 50 ч без реверса напряжения, что более чем в 243 раза превышает постоянное напряжение. Разработанная система LVBM была совместима с низким напряжением и могла работать с сильно колеблющимся низким током (0,8––17 мА), генерируемым из бытовых сточных вод низкой концентрации. Кроме того, выходное напряжение LVBM сохранялось на уровне 81 ± 0,6 В в течение 40 ч даже при отключении от MFC, что указывает на то, что LVBM можно использовать в качестве накопителя энергии. Эффективность сбора энергии LVBM составила  > 82%. Поскольку LVBM относительно дешев (менее 10 долларов) и легко собирается, недавно разработанная система LVBM может быть реализована как самозапускающийся низковольтный усилитель или эффективный сборщик энергии для МТЭ.

Ссылки

  1. Torres, C. I. et al. Кинетическая перспектива внеклеточного переноса электронов анодно-дышащими бактериями. FEMS микробиол. 34 , 3–17 (2010).

    КАС Статья пабмед Google ученый

  2. Чжан Д., Ян Ф., Шимотори Т., Ван К.-К. & Huang, Y. Оценка производительности систем управления питанием в приложениях по сбору энергии на основе микробных топливных элементов для управления небольшими электронными устройствами. J. Power Sources 217 , 65–71 (2012).

    КАС Статья Google ученый

  3. «>

    Пасупулети, С. Б., Шрикант, С., Домингес-Бенеттон, X., Мохан, С. В. и Пант, Д. Конструкция двойного газодиффузионного катода для микробного топливного элемента (МТЭ): оптимизация подходящего режима работы с точки зрения биоэлектрохимическая и биоэлектрокинетическая оценка. J. Chem. Технол. Биотехнолог. 91 , 624–639(2016).

    КАС Статья Google ученый

  4. Ван, Х., Парк, Дж.-Д. и Рен, З. Дж. Практический сбор энергии для микробных топливных элементов: обзор. Окружающая среда. науч. Технол. 49 , 3267–3277 (2015).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья пабмед Google ученый

  5. Чой, Дж. и Ан, Ю. Непрерывное производство электроэнергии в многослойных микробных топливных элементах с воздушным катодом, очищающих бытовые сточные воды. Дж. Окружающая среда. Управлять. 130 , 146–152 (2013).

    КАС Статья пабмед Google ученый

  6. Ким Т. и др. Повышение напряжения без электрохимического разложения с использованием схем сбора энергии и системы управления питанием, связанных с несколькими микробными топливными элементами. J. Источники питания 410–411 , 171–178 (2019).

    Артикул Google ученый

  7. Ким Ю., Хатцелл М. К., Хатчинсон А. Дж. и Логан Б. Э. Получение мощности при более высоких напряжениях от массивов микробных топливных элементов без реверсирования напряжения. Энергетика Окружающая среда. науч. 4 , 4662–4667 (2011).

    КАС Статья Google ученый

  8. Папахаралабос, Г. и др. Автономный сбор энергии и предотвращение реверсирования ячеек в стеках MFC. Дж. Электрохим. соц. 164 , h4047–h4051 (2017 г.).

    КАС Статья Google ученый

  9. Ван, Х., Парк, Дж.-Д. & Ren, Z. Сбор активной энергии от микробных топливных элементов в точке максимальной мощности без использования резисторов. Окружающая среда. науч. Технол. 46 , 5247–5252 (2012).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья пабмед Google ученый

  10. Гарита-Меза, М. А., Рамирес-Бальдерас, Л. А., Контрерас-Бустос, Р., Чавес-Рамирес, А. У. и Серкадо, Б. Электронная схема на основе блокирующего генератора для сбора и повышения напряжения, вырабатываемого компостом. на основе стека микробных топливных элементов. Сустейн. Энергетика. Оценивать. 29 , 164–170 (2018).

    Google ученый

  11. Алипанахи, Р., Рахимнеджад, М. и Наджафпур, Г. Улучшение характеристик микробных топливных элементов в отложениях путем разработки и применения систем управления питанием. Междунар. Дж. Гидрог. Энергия https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2019.04.162 (2019).

    Артикул Google ученый

  12. Аларадж М., Рен З. Дж. и Парк Дж.-Д. Сбор энергии микробных топливных элементов с использованием синхронного обратноходового преобразователя. J. Источники питания 247 , 636–642 (2014).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

  13. Бабаута, Дж. Т. и др. Масштабирование бентосных микробных топливных элементов с использованием обратноходовых преобразователей. J. Источники питания 395 , 98–105 (2018).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

  14. Парк, Ж. -Д. & Lee, S. Однотранзисторная система самозапуска напряжения до 1 В для повышения энергии для микробных топливных элементов. J. Источники питания 418 , 90–97 (2019).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

  15. Ямасита, Т., Хаяси, Т., Ивасаки, Х., Авацу, М. и Йокояма, Х. Сборщик энергии со сверхнизким энергопотреблением для микробных топливных элементов и его применение для зондирования окружающей среды и беспроводной связи дальнего действия передача информации. J. Power Sources 430 , 1–11 (2019).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

  16. Коффи, Н. Дж. и Окабе, С. Очистка бытовых сточных вод и сбор энергии с помощью змеевидных МТЭ с восходящим потоком, оснащенных воздушными катодами из активированного угля на основе ПВДФ и низковольтным бустером. Хим. англ. J. 380 , 122443 (2020).

    КАС Статья Google ученый

  17. Куффель Э., Зангль В. С. и Куффель Дж. Высоковольтная техника: основы . (Баттерворт-Хайнеманн, Оксфорд, 2000).

    Google ученый

  18. Wadhwa, C. L. High Voltage Engineering . (New Age International (P) Ltd., Издательство, Нью-Дели, 2007 г.).

    Google ученый

  19. Низковольтный быстропереключающийся силовой транзистор NPN. 10.

  20. Ву, П. К., Биффингер, Дж. К., Фитцджеральд, Л. А. и Рингейзен, Б. Р. Схема усилителя постоянного/постоянного тока малой мощности, разработанная для микробных топливных элементов. Процесс биохим. 47 , 1620–1626 (2012).

    КАС Статья Google ученый

  21. «>

    Юинг Т. и др. Масштабирование осадочных микробных топливных элементов. J. Источники питания 272 , 311–319 (2014).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья Google ученый

  22. Ян Ф., Чжан Д., Шимотори Т., Ван К.-С. и Хуанг, Ю. Исследование системы управления питанием на основе трансформатора и оптимизация ее производительности для микробных топливных элементов. J. Источники питания 205 , 86–92 (2012).

    КАС Статья Google ученый

  23. Xiao, L., Ge, Z., Kelly, P., Zhang, F. & He, Z. Оценка рекуперации нормализованной энергии (NER) в микробных топливных элементах, на которые влияют размеры реактора и субстраты. Биоресурс. Технол. 157 , 77–83 (2014).

    КАС Статья пабмед Google ученый

  24. «>

    Ge, Z., Li, J., Xiao, L., Tong, Y. & He, Z. Восстановление электрической энергии в микробных топливных элементах: краткий обзор. Окружающая среда. науч. Технол. лат. 1 , 137–141 (2014).

    КАС Статья Google ученый

  25. Маккарти, П.Л., Бэ, Дж. и Ким, Дж. Очистка бытовых сточных вод как чистый производитель энергии — можно ли этого достичь?. Окружающая среда. науч. Технол. 45 , 7100–7106 (2011).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ КАС Статья пабмед Google ученый

  26. Хе, В. и др. Полевые испытания микробной электрохимической системы в масштабе кубических метров на муниципальных очистных сооружениях. Вода Res. 155 , 372–380 (2019).

    КАС Статья пабмед Google ученый

Скачать ссылки

Благодарности

Это исследование было частично поддержано JSPS KAKENHI (номер гранта 19H0077609 и 19H0558290), который был предоставлен Сатоши Окабе. Н’Да Джоэл Коффи получил поддержку Министерства образования, культуры, спорта, науки и технологий (MEXT) правительства Японии.

Информация об авторе

Авторы и организации

  1. Отдел инженерной защиты окружающей среды, инженерный факультет, Университет Хоккайдо, Север-13, Запад-8, Кита-ку, Саппоро, Хоккайдо, 060-8628, Япония

    Н’Да Джоэл Коффи и Сатоши Окабе

Авторы

  1. Н’Да Джоэл Коффи

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  2. Satoshi Okabe

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

Contributions

Н.К. так что. разработал исследование, написал основной текст рукописи и подготовил все рисунки и таблицы. Н.К. проводил опыты. Все авторы рассмотрели рукопись.

Автор, ответственный за переписку

Сатоши Окабе.

Заявление об этике

Конкурирующие интересы

Авторы не заявляют об отсутствии конкурирующих интересов.

Дополнительная информация

Примечание издателя

Springer Nature остается нейтральной в отношении юрисдикционных претензий в опубликованных картах и ​​институциональной принадлежности.

Дополнительная информация

Дополнительная информация

Права и разрешения

Открытый доступ Эта статья находится под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License, которая разрешает использование, совместное использование, адаптацию, распространение и воспроизведение на любом носителе или в любом формате, при условии, что вы укажете соответствующую ссылку на первоначальный автор(ы) и источник, предоставьте ссылку на лицензию Creative Commons и укажите, были ли внесены изменения. Изображения или другие сторонние материалы в этой статье включены в лицензию Creative Commons на статью, если иное не указано в кредитной строке материала. Если материал не включен в лицензию Creative Commons статьи, а ваше предполагаемое использование не разрешено законом или выходит за рамки разрешенного использования, вам необходимо получить разрешение непосредственно от правообладателя. Чтобы просмотреть копию этой лицензии, посетите http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Перепечатка и разрешения

Об этой статье

Комментарии

Отправляя комментарий, вы соглашаетесь соблюдать наши Условия и правила сообщества. Если вы обнаружите что-то оскорбительное или не соответствующее нашим условиям или правилам, отметьте это как неприемлемое.

Открытие селективных лигандов и лекарств, нацеленных на потенциалзависимый натриевый канал Nav1.7

Обзор

. 2018; 246:271-306.

дои: 10.1007/164_2018_97.

Цзянь Паянде 1 , Дэвид Х. Хакос 2

Принадлежности

  • 1 Департамент структурной биологии, Genentech Inc., Южный Сан-Франциско, Калифорния, США. [email protected].
  • 2 Департамент неврологии, Genentech Inc., Южный Сан-Франциско, Калифорния, США. [email protected].
  • PMID: 29532179
  • DOI: 10.1007/164_2018_97

Обзор

Jian Payandeh et al. Handb Exp Pharmacol. 2018.

. 2018; 246:271-306.

дои: 10. 1007/164_2018_97.

Авторы

Цзянь Паянде 1 , Дэвид Х. Хакос 2

Принадлежности

  • 1 Департамент структурной биологии, Genentech Inc., Южный Сан-Франциско, Калифорния, США. [email protected].
  • 2 Департамент неврологии, Genentech Inc., Южный Сан-Франциско, Калифорния, США. [email protected].
  • PMID: 29532179
  • DOI: 10.1007/164_2018_97

Абстрактный

Потенциалзависимый натриевый (Nav) канал Nav1. 7 был в центре интенсивных исследований в последние годы. Генетические исследования людей с мутациями с усилением и потерей функции в канале Nav1.7 показали, что Nav1.7 играет критическую роль в возникновении боли. Таким образом, селективное ингибирование Nav1.7 представляет собой потенциально новую стратегию обезболивания, которая, как ожидается, будет лишена значительных недостатков, связанных с доступными вариантами лечения. Хотя идентификация и разработка селективных модуляторов навигационных каналов исторически была сложной задачей, в ряде недавних публикаций продемонстрировано продвижение все более селективных к подтипу малых молекул и пептидов в сторону потенциального использования в доклинических или клинических исследованиях. В этом отношении мы сосредоточимся на трех сайтах связывания, которые, по-видимому, обладают наибольшим потенциалом для открытия и оптимизации селективных ингибиторов Nav1.7: внеклеточное преддверие поры, внеклеточные петли домена сенсора напряжения II (VSD2), и внеклеточные петли домена IV датчика напряжения (VSD4). Примечательно, что все эти три рецепторных сайта на Nav1.7 могут быть определены как внеклеточные лекарственные сайты, что позволяет предположить, что форматы немалых молекул являются потенциальными терапевтическими вариантами. В этой главе мы рассмотрим конкретные соображения и проблемы, лежащие в основе идентификации и оптимизации селективных потенциальных терапевтических средств, нацеленных на Nav1.7, при показаниях к хронической боли.

Ключевые слова: Открытие наркотиков; Нав1.7; Боль; Подтип-избирательность; Потенциалзависимый натриевый канал.

Похожие статьи

  • Ингибиторы Na v 1,7 для лечения хронической боли.

    McKerrall SJ, Sutherlin DP. McKerrall SJ и др. Bioorg Med Chem Lett. 2018 15 октября; 28 (19): 3141-3149. doi: 10.1016/j.bmcl.2018. 08.007. Epub 2018 12 августа. Bioorg Med Chem Lett. 2018. PMID: 30139550 Обзор.

  • Открытие селективного, независимого от состояния ингибитора Na V 1.7 путем модификации токсинов гуанидиния.

    Пажухеш Х., Бекли Дж.Т., Делвиг А., Хаджаре Х.С., Луу Г., Монтелеоне Д., Чжоу Х., Лигутти Дж., Амагасу С., Мойер Б.Д., Йоманс Д.К., Дюбуа Дж., Малкахи Дж.В. Паджохеш Х. и соавт. Научный представитель 2020 г. 9 сентября; 10 (1): 14791. doi: 10.1038/s41598-020-71135-2. Научный представитель 2020. PMID: 32

    0 Бесплатная статья ЧВК.

  • Комплексная разработка пептида яда тарантула хувентоксина-IV для ингибирования потенциалзависимых натриевых каналов человека hNa v 1.7.

    Нефф Р.А., Флинспах М. , Гиббс А., Ши А.И., Минасян Н.А., Лю Ю., Товарищи Р., Либигер О., Янг С., Пеннингтон М.В., Хантер М.Дж., Викенден А.Д. Нефф Р.А. и соавт. Дж. Биол. Хим. 2020 31 января; 295 (5): 1315-1327. дои: 10.1074/jbc.RA119.011318. Epub 2019 23 декабря. Дж. Биол. Хим. 2020. PMID: 31871053 Бесплатная статья ЧВК.

  • Ингибиторы потенциалзависимых натриевых каналов Nav1.7: патентные заявки с 2010 г.

    Сан С., Коэн С.Дж., Денхардт С.М. Сан С. и др. Фарм Пэт ​​Анал. 2014 сен; 3 (5): 509-21. doi: 10.4155/ppa.14.39. Фарм Пэт ​​Анал. 2014. PMID: 25374320 Обзор.

  • Место взаимодействия датчика напряжения для селективных низкомолекулярных ингибиторов потенциалзависимых натриевых каналов.

    Маккормак К., Сантос С. , Чепмен М.Л., Крафте Д.С., Маррон Б.Е., Уэст К.В., Крамбис М.Дж., Антонио Б.М., Зеллмер С.Г., Принценхофф Д., Падилья К.М., Лин З., Вагонер П.К., Суэйн Н.А., Ступпл П.А., де Гроот М. , Батт Р.П., Касл Н.А. Маккормак К. и др. Proc Natl Acad Sci U S A. 16 июля 2013 г .; 110 (29): E2724-32. doi: 10.1073/pnas.1220844110. Epub 2013 1 июля. Proc Natl Acad Sci U S A. 2013. PMID: 23818614 Бесплатная статья ЧВК.

Посмотреть все похожие статьи

Цитируется

  • Ингибиторы Na v 1.7 для лечения боли.

    Бласс ВЕ. Бласс БЭ. ACS Med Chem Lett. 2022 22 марта; 13 (4): 532-533. doi: 10.1021/acsmedchemlett.2c00088. Электронная коллекция 2022 14 апр. ACS Med Chem Lett. 2022. PMID: 35450360 Аннотация недоступна.

  • Химические и биологические инструменты для изучения потенциалзависимых натриевых каналов в электрогенезе и ноцицепции.

    Эллеман А.В., Дюбуа Дж. Эллеман А.В. и соавт. Химбиохим. 2022 5 июля; 23 (13): e202100625. doi: 10.1002/cbic.202100625. Epub 2022 21 марта. Химбиохим. 2022. PMID: 35315190 Обзор.

  • Точный пространственно-временной контроль потенциалзависимых натриевых каналов сакситоксином в клетке.

    Эллеман А.В., Девьен Г., Макинсон К.Д., Хейнс А.Л., Хьюгенард Дж.Р., Дюбуа Дж. Эллеман А.В. и соавт. Нац коммун. 2021 7 июля; 12 (1): 4171. doi: 10.1038/s41467-021-24392-2. Нац коммун. 2021. PMID: 34234116 Бесплатная статья ЧВК.

  • Сверхэкспрессия Na V 1,7 Каналы, придающие гипервозбудимость in vitro Сенсорные нейроны тройничного нерва Ca V 2.1 Мыши-мутанты с гемиплегической мигренью.

    Мехбуб Р., Марченкова А., ван ден Маагденберг AMJM, Нистри А. Мехбуб Р. и др. Неврологи передней клетки. 2021 25 мая; 15:640709. doi: 10.3389/fncel.2021.640709. Электронная коллекция 2021. Неврологи передней клетки. 2021. PMID: 34113237 Бесплатная статья ЧВК.

  • Крыса Na V 1.7 генетическая модель потери функции: недостаточное ноцицептивное и нейропатическое поведение при боли с сохраненной обонятельной функцией и интраэпидермальными нервными волокнами.

    Грубинска Б., Чен Л., Алсалум М., Рампал Н., Мэтсон Д.Дж., Ян С., Таборн К., Чжан М., Янгблад Б., Лю Д., Гэлбрет Э., Оллред С., Леферд М., Феррандо Р., Корнекук Т.Дж., Лехто С.Г., Ваксман С.Г., Мойер Б.Д., Диб-Хадж С., Гинграс Дж. Грубинская Б. и соавт. Мол Боль. 2019 янв-декабрь;15:1744806919881846. дои: 10.1177/1744806919881846. Мол Боль. 2019. PMID: 31550995 Бесплатная статья ЧВК.

Просмотреть все статьи «Цитируется по»

Типы публикаций

термины MeSH

вещества

Электрические двигатели — ток при полной нагрузке

Согласно «эмпирическому правилу» номинальная мощность в амперах в лошадиных силах может быть оценена как однофазный: 7 А/л.с.

  • Двигатель 230 В — 3-фазный: 2,5 А/л.с.
  • Двигатель 460 В — 3-фазный: 1,25 А/л.с. распределительное устройство.

    Однофазные двигатели — л.с. и токи при полной нагрузке

    Ожидается, что двигатель заданной номинальной мощности будет обеспечивать такое количество механической мощности на валу двигателя. Имейте в виду, что КПД двигателя не рассчитывается по приведенным ниже значениям для кВт и ампер. Необходимо учитывать КПД двигателя, чтобы избежать недостаточной мощности источника питания.

    Power Full Load Current (amp)
    (hp) (kW) 115 V 208 V 230 V
    1/6 0.13 4.4 2.4 2.2
    1/4 0.19 5.8 3.2 2.9
    1/3 0.25 7.2 4.0 3.6
    1/2 0.38 9.8 5.4 4.9
    3/4 0.56 13.8 7.6 6.9
    1 0.75 16 8.8 8
    1 1/2 1.1 20 11 10
    2 1. 5 24 13.2 12
    3 2.3 34 18.7 17
    5 3.8 56 30.8 28

    Обратите внимание, что большинство электродвигателей рассчитаны на работу при нагрузке от 50 до 100 % от номинальной, а максимальный КПД обычно составляет около 75 % от номинальной нагрузки. Для двигателя мощностью 1 л.с. нагрузка обычно должна находиться в диапазоне от 1/2 до 1 л.с. с максимальной эффективностью при 3/4 л.с.

    Типовые диапазоны нагрузки:

    • Допустимы для кратковременного использования: 20–120 %
    • Допустимы для эксплуатации: 50–100 %
    • Оптимальный КПД: 60–80 %  

    быть перегруженным. Перегрузка со временем снижает КПД двигателя.

    Трехфазные двигатели — л.с. и ток при полной нагрузке

    9117 2 9117 2 9112973
    Мощность Ток при полной нагрузке (ампер)
    Индукционный тип
    Squirrel-Cage and Wound Motor
    Synchronous Type
    Unity Power Factor
    (hp) (kW) 115 V 230 V 460 V 575 V 2300 V 230 V 460 V 575 V 2300 V
    1/2 0. 38 4 2 1 0.8
    3/4 0.56 5.6 2.8 1.4 1.1
    1 0.75 7.2 3.6 1.8 1.4
    1 1/2 1.1 10.4 5.2 2.6 2.1
    2 1.5 13.6 6.8 3.4 2.7
    3 2.3 9.6 4.8 3.9
    5 3,8 15,2 7,6 6,1
    9117 2
    5. 6 22 11 9
    10 7.5 28 14 11
    15 11 42 21 17
    20 15 54 27 22
    25 19 68 34 27 53 26 21
    30 23 80 40 32 63 32 26
    40 30 104 52 41 83 41 33
    50 38 130 65 52 104 52 42
    60 45 154 77 62 16 123 61 49 12
    75 56 192 96 77 20 155 78 62 15
    100 75 248 124 99 26 202 101 81 20
    • 1 л. с. = 1,0 кВА

    Direct Current Motors — Power and Full Load Currents

    Power Direct Current (A)
    (hp) (kW) 230 V 440 V
    1/4 0.19 0.81 0.42
    1/3 0.25 1.1 0.56
    1/2 0.37 1.6 0.85
    3/4 0.56 2.4 1.3
    1 0.75 3.2 1.7
    1 1/2 1.1 4.9 2.5
    2 1.5 6.5 3.4
    3 2.2 9.7 5.

    alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *