Kako napraviti mikrobnu gorivu ćeliju (MFC) pomoću blata: 7 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:36

MudWatt mikrobna gorivna ćelija (s miljenjem nazvana "Baterija prljavštine") je uređaj koji koristi bakterije za pretvaranje organske tvari koja se nalazi u blatu u električnu energiju. Ovaj Instructable će vas provesti kroz izradu vlastite mikrobne gorivne ćelije pomoću bilo kojeg MudWatt Science Kit -a

Za izradu MudWatta trebat će vam:

• MudWatt Classic, MudWatt Science Fair Pack ili MudWatt Classroom Pack
• Blato
• Bilo koji spremnik (ako koristite drugu posudu)

Kako MudWatt radi: MudWatt je zabavan i obrazovni znanstveni komplet koji koristi mikroorganizme koji se prirodno nalaze u tlu za proizvodnju električne energije. Iako su nevidljivi golim okom, ti mikrobi, čija su tijela jedna desetina debljine ljudske kose, žive gotovo u cijelom tlu i sedimentu na planeti. Među tim raznolikim zajednicama mikroba nalaze se određene vrste koje imaju jedinstvenu sposobnost oslobađanja elektrona izvan tijela kao dio procesa disanja.

MudWatt koristi ovu izvanrednu sposobnost pružajući ovim mikroorganizmima na bazi blata dva vodljiva grafitna diska, nazvana anoda i katoda. Anoda je postavljena unutar mulja gdje mogu rasti elektrogeni mikrobi, dok se katoda postavlja na vrh izlažući je kisiku u zraku (vidi donji dijagram MudWatt).

Korak 1: Izrada blata

Obucite rukavice i pronađite 3-4 šake zemlje ili močvarnog tkanja-što smrdljivije to bolje! Uvjerite se da je vaše tlo zasićeno, ali ne i supavo, dodavanjem ili izlijevanjem vode. Izborno: Dodajte u zemlju dodatne hranjive tvari, poput pakiranja MudWatt, usitnjenih proizvoda od papira ili hrane iz hladnjaka.

Ključne napomene: Izbjegavajte korištenje tla s malim bijelim kuglicama (perlit) koje prozračuju tlo. Bakterije koje pokreću MudWatt su anaerobi kojima je potrebno okruženje bez kisika za izgradnju zdravih zajednica.

Korak 2: Izrada elektroda

Savijte obje žice za 90 ° na mjestu gdje plastični omotač završava. Poravnajte goli kraj žice. Zelena žica će se koristiti za izradu anode, a narančasta žica za izradu katode. Umetnite goli kraj anodne (zelene) žice u bočnu stranu tankog filca dok nosite priložene rukavice. Pokušajte spriječiti žicu da izađe iz filca. Ponovite ovaj korak s katodnom (narančastom) žicom i debelim filcem.

Korak 3: Sklapanje

Stavite ravnomjerni sloj blata na dno spremnika, dubine najmanje 1 cm. Postavite anodu (zelenu) koju ste konstruirali u 3. koraku na vrh blata, čvrsto je pritisnuvši kako biste istisnuli mjehuriće zraka. Napunite posudu s više blata, dubine najmanje 5 cm, čvrsto pritisnuvši da biste istisnuli mjehuriće zraka. Neka vaše blato odmori nekoliko minuta i ocijedi višak tekućine. Na kraju, katodu (narančastu) nježno postavite na blato. Ne prekrivajte katodu blatom.

Korak 4: Pokrivanje (za MudWatt setove koji dolaze s posudama)

Ako je vaš komplet isporučen s posudom MudWatt:

Skinite rukavice i pričvrstite hakersku ploču u udubljenje na poklopcu. Provucite žice elektroda kroz poklopac. Okrenuta prema polukružnom udubljenju, katoda (narančasta) trebala bi biti s lijeve strane, a anoda (zelena) s desne strane. Sada pritisnite poklopac prema dolje na staklenku da sjedne na mjesto.

Korak 5: Zatvaranje kruga

1. Savijte i spojite katodnu žicu (narančastu) s ‘+’ i anodnu žicu (zelenu) s ‘-’ na hakerskoj ploči.

2. Spojite dugi kraj plavog (10μF) kondenzatora na pin 1, a njegov kratki kraj na pin 2. Možda ćete morati saviti žice tako da dobro prianjaju.

3. Spojite dugi kraj LED diode na pin 5, a njegov kratki kraj na pin 6.

To je to! LED dioda bi trebala početi treptati nakon nekoliko dana, nakon što je vaš MudWatt razvio zdravu zajednicu mikroba!

Što ove komponente rade?

Hakerska ploča: Hakerska ploča uzima niski napon i nisku struju koja dolazi iz MudWatta i pretvara se u kratke rafale višeg napona i veće struje.

Kondenzator: Kondenzator je mala komponenta za skladištenje energije. Sposobna je skupljati energiju dok snaga dolazi iz MudWatta, a zatim tu energiju ispušta u brzom nizu kako bi LED dioda trepnula.

LED: Dioda koja emitira svjetlost (LED) uzima elektrone koje isprazni kondenzator i pretvara energiju tih elektrona u svjetlosnu energiju.

Korak 6: Mjerenje mikroba i izlazna snaga

Preuzmite aplikaciju MudWatt Explorer na App Storeu ili Google Playu. Koristit ćete ga za mjerenje, snimanje i analizu vaših MudWatt podataka u nekoliko sljedećih koraka!

Korak 1: Spremni, ciljajte … Mjerite!

Nakon što žmigavac vašeg MudWatta zatreperi, otvorite aplikaciju MudWatt Explorer i na glavnom izborniku odaberite Mjerenje. Postavite žmigavac u metu na zaslonu i aplikacija će automatski mjeriti vašu snagu i vašu populaciju električnih bakterija!

Korak 2: Snimite i analizirajte više mjerenja

Snimite nekoliko mjerenja pomoću gumba Snimanje na zaslonu Mjerenje i idite na odjeljak Analiza aplikacije da vidite kako vaš MudWatt funkcionira s vremenom!

Korak 3: Otkrijte skriveni svijet

Iskoristite svoja očitanja snage za otključavanje poglavlja zabavnog i obrazovnog stripa koji slijede Shewy, Electric Microbe. Otkrijte čaroliju mikroba dok Shewy istražuje ovaj složeni, blatnjavi svijet.

Korak 7: Završna napomena i izvori „Uradi sam“

Hvala svima koji su komentirali naš post! Kad su nas Instructables prvi put pozvali da objavimo o MudWattu, nismo bili sigurni odgovara li to jer se uistinu radi o proizvodu i bili smo zabrinuti da će naš Instructable na kraju zvučati kao info reklama. No, odlučili smo to učiniti jer je MudWatt ipak dizajniran za DIY MFC komplet. Iako smo naravno uzbuđeni kada ljudi kupuju naše proizvode, također smo jako uzbuđeni kada nadahnjujemo ljude da se bave vlastitim stvaranjem i eksperimentiranjem. Mnogi su ljudi zatražili više informacija za stvaranje vlastitog MFC-a pomoću dijelova dostupnih u prodaji. To je potpuno moguće učiniti, a dolje smo za to naveli izvore. Međutim, otkrili smo da je izrada pravog MFC-a s komponentama koje su u ponudi znatno skuplje od kupnje naših komponenti. MudWatt je zapravo počeo koristiti komponente koje nisu dostupne, ali uspjeli smo sniziti cijenu naručivanjem materijala u vrlo velikim količinama i vlastitom obradom.

U prošlosti smo vidjeli nekoliko postova o DIY MFC -ovima, ali otkrili smo da ti projekti uključuju uporabu metalnih mreža, metalnih četkica, bakrene žice i drugih materijala koji korodiraju u teškim okruženjima tla. Korištenje ovih korozivnih materijala znači da umjesto MFC -a pravite korozivnu bateriju. Do te korozije često dolazi na spoju između materijala elektrode i žice. Ovaj spoj može biti zabrtvljen epoksidom, ali to je u praksi vrlo teško učiniti, osobito ako koristite elektrode velike površine ili porozne elektrode, koje će vam trebati ako želite proizvesti značajnu snagu. Smiješno je to što će ta korozija zapravo proizvesti značajnu snagu, za koju se vrlo lako može pogrešno smatrati da dolazi od mikrobne aktivnosti.

Za izradu vlastitog DIY MFC-a, ovdje možete pronaći nekorozivne materijale:

Ugljene elektrode:

Titanijska žica:

Čip pumpe za punjenje (za napajanje LED/elektronike): S-882Z24-M5T1G

Potičemo vas da koristite MudWatt kao polaznu točku za vlastita istraživanja, a mi bismo bili oduševljeni ako uspijete stvoriti pravi MFC pomoću materijala dostupnih po niskim cijenama. Sretno eksperimentiranje!