Kaip padaryti mikrobiologinį kuro elementą (MFC) naudojant purvą: 7 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

Mikrobinis kuro elementas „MudWatt“(meiliai pavadintas „purvo baterija“) yra prietaisas, kuris naudoja bakterijas, kad purve esančias organines medžiagas paverstų elektra. Ši instrukcija padės jums sukurti savo mikrobų kuro elementą naudojant bet kurį „MudWatt Science Kit“

Norėdami pagaminti „MudWatt“, jums reikės:

• „MudWatt Classic“, „MudWatt Science Fair Pack“arba „MudWatt Classroom Pack“
• Purvas
• Bet koks konteineris (jei naudojate kitą indą)

Kaip veikia „MudWatt“: „MudWatt“yra įdomus ir edukacinis mokslo rinkinys, kuriame elektros energijai gaminti naudojami natūraliai dirvožemyje esantys mikroorganizmai. Nors plika akimi nematomi, šie mikrobai, kurių kūnai yra dešimtadalio žmogaus plauko storio, gyvena beveik visame planetos dirvožemyje ir nuosėdose. Tarp šių įvairių mikrobų bendruomenių yra tam tikros rūšys, turinčios unikalų gebėjimą išlaisvinti elektronus už savo kūno kvėpavimo proceso metu.

„MudWatt“išnaudoja šį nuostabų sugebėjimą, aprūpindamas šiuos purvo pagrindo mikrobus dviem laidžiais grafito diskais, vadinamais anodu ir katodu. Anodas dedamas į purvą, kur gali augti elektrogeniniai mikrobai, o katodas dedamas ant viršaus, kad jį paveiktų ore esantis deguonis (žr. MudWatt diagramą žemiau).

1 žingsnis: purvo gaminimas

Užsidėkite pirštines ir suraskite 3-4 sauja dirvos ar pelkės-kuo kvapniau, tuo geriau! Įsitikinkite, kad jūsų dirvožemis yra prisotintas, bet ne sriubas, pridedant arba pilant vandenį. Neprivaloma: į dirvą įpilkite papildomų maistinių medžiagų, pvz., „MudWatt“pakuotės, susmulkinto popieriaus gaminių ar maisto iš savo šaldytuvo.

Pagrindinės pastabos: Nenaudokite dirvožemio su mažais baltais rutuliais (perlitu), kurie vėdina dirvą. Bakterijos, kurios maitina „MudWatt“, yra anaerobai, kuriems reikalinga aplinka be deguonies, kad būtų sukurtos sveikos bendruomenės.

2 žingsnis: elektrodų gamyba

Sulenkite abu laidus 90 ° kampu, kur baigiasi plastikinis apvalkalas. Ištiesinkite pliką vielos galą. Žalia viela bus naudojama anodui gaminti, o oranžinė - katodui. Įdėkite pliką anodo (žalios) vielos galą į plono veltinio disko šoną, mūvėdami pridedamas pirštines. Stenkitės, kad viela neišeitų iš veltinio. Pakartokite šį veiksmą su katodo (oranžine) viela ir storu veltinio disku.

3 žingsnis: Surinkimas

Į konteinerio dugną, bent 1 cm gylio, supakuokite lygų purvo sluoksnį. Padėkite anodą (žalią), kurį sukūrėte atlikdami 3 veiksmą, ant purvo, tvirtai jį paspausdami, kad išspaustumėte oro burbuliukus. Užpildykite savo konteinerį daugiau purvo, bent 5 cm gylio, tvirtai spausdami žemyn, kad išspaustumėte oro burbuliukus. Leiskite purvui keletą minučių pailsėti ir nusausinkite skysčio perteklių. Galiausiai švelniai uždėkite katodą (oranžinį) ant purvo. Neuždenkite katodo purvu.

4 žingsnis: dangteliai („MudWatt“rinkiniams, kurie yra su laivais)

Jei jūsų rinkinys buvo su „MudWatt“indu:

Nuimkite pirštines ir pritvirtinkite „Hacker Board“prie dangtelio įdubos. Praleiskite elektrodo laidus per dangtelį. Priešais pusapvalę įdubą, katodas (oranžinis) turėtų būti kairėje, o anodas (žalias) - dešinėje. Dabar paspauskite dangtelį ant stiklainio, kad jis užsifiksuotų.

5 žingsnis: grandinės uždarymas

1. Sulenkite ir prijunkite katodo laidą (oranžinė) prie „+“, o anodo laidą (žalią) prie „-“„Hacker Board“.

2. Ilgą mėlynojo (10μF) kondensatoriaus galą prijunkite prie 1 kaiščio, o trumpąjį - prie 2 kaiščio. Gali tekti sulenkti laidus, kad jie tvirtai priglustų.

3. Ilgąjį šviesos diodo galą prijunkite prie 5 kaiščio, o trumpąjį - prie 6 kaiščio.

Viskas! Po kelių dienų, kai jūsų „MudWatt“sukuria sveiką mikrobų bendruomenę, turėtumėte pradėti matyti mirksintį šviesos diodą!

Ką daro šie komponentai?

„Hacker Board“: „Hacker Board“priima žemą įtampą ir silpną srovę, gaunamą iš „MudWatt“, ir paverčiama trumpais aukštesnės įtampos ir didesnės srovės pliūpsniais.

Kondensatorius: Kondensatorius yra nedidelis energijos kaupimo komponentas. Jis gali kaupti energiją, kai energija gaunama iš „MudWatt“, ir tada greitai ją iškrauti, kad mirksėtų šviesos diodas.

Šviesos diodas: šviesos diodas (LED) priima kondensatoriaus iškraunamus elektronus ir paverčia tų elektronų energiją šviesos energija.

6 žingsnis: Mikrobų ir galios matavimas

Atsisiųskite „MudWatt Explorer“programą iš „App Store“arba „Google Play“. Jį naudosite „MudWatt“duomenims matuoti, įrašyti ir analizuoti atlikdami kelis tolesnius veiksmus!

1 žingsnis: pasiruošę, siekite … Išmatuokite!

Kai jūsų „MudWatt“mirksi, mirksi, atidarykite „MudWatt Explorer“programą ir pagrindiniame meniu pasirinkite Matuoti. Sureguliuokite mirksėjimą ekrano taikinyje ir programa automatiškai išmatuos jūsų galią ir jūsų elektrinių bakterijų populiaciją!

2 žingsnis: Įrašykite ir analizuokite kelis matavimus

Įrašykite kelis matavimus naudodami mygtuką Įrašyti matavimo ekrane ir eikite į programos skiltį Analizuoti, kad pamatytumėte, kaip laikui bėgant veikia jūsų „MudWatt“!

3 žingsnis: atraskite paslėptą pasaulį

Naudokite savo galios rodmenis, kad atrakintumėte linksmo ir edukacinio komikso skyrius, sekančius Shewy, elektrinį mikrobą. Atraskite mikrobų magiją, kai Shewy tyrinėja šį sudėtingą, purviną pasaulį.

7 žingsnis: baigiamoji pastaba ir „pasidaryk pats“ištekliai

Labai ačiū visiems, komentavusiems mūsų įrašą! Kai „Instructables“pirmą kartą pakvietė mus paskelbti apie „MudWatt“, mes nebuvome tikri, ar tai tinkama, nes tai iš tikrųjų yra produktas, ir mes bijojome, kad mūsų „Instructable“gali pasirodyti kaip reklama. Bet mes nusprendėme tai padaryti, nes „MudWatt“yra sukurtas kaip „pasidaryk pats“MFC rinkinys. Žinoma, mes džiaugiamės, kai žmonės perka mūsų gaminius, bet taip pat labai džiaugiamės, kai įkvepiame žmones kurti ir eksperimentuoti patys. Daugelis žmonių paprašė daugiau informacijos, kaip sukurti savo MFC, naudojant atsargines dalis. Tai visiškai įmanoma padaryti, ir mes žemiau pateikėme tam išteklių. Tačiau mes nustatėme, kad tikro MFC gamyba iš gatavų komponentų yra žymiai brangesnė nei mūsų komponentų pirkimas. „MudWatt“iš tikrųjų pradėjo naudoti gatavus komponentus, tačiau mums pavyko sumažinti kainą užsakant medžiagas labai dideliais kiekiais ir patiems jas apdorojant.

Anksčiau matėme keletą įrašų apie „pasidaryk pats“MFC, tačiau nustatėme, kad šie projektai apima metalinių tinklelių, metalinių šepečių, varinės vielos ir kitų medžiagų, korozuojančių atšiaurioje dirvožemyje, naudojimą. Šių korozinių medžiagų naudojimas reiškia, kad gaminate korozijos akumuliatorių, o ne MFC. Ši korozija dažnai atsiranda sankirtoje tarp elektrodo medžiagos ir vielos. Šią sankryžą galima užsandarinti epoksidine danga, tačiau tai padaryti praktiškai yra labai sunku, ypač jei naudojate didelio paviršiaus ploto ar porėtus elektrodus, kurių jums prireiks, jei norite pagaminti didelę galią. Juokingiausias dalykas yra tai, kad ši korozija iš tikrųjų sukels didelę galią, kuri gali būti labai lengvai suklaidinta dėl mikrobų veiklos.

Norėdami pasigaminti savo „pasidaryk pats“MFC, čia yra keletas vietų, kuriose galite rasti nerūdijančių medžiagų:

Anglies elektrodai:

Titano viela:

Įkrovimo siurblio mikroschema (skirta LED/elektronikai maitinti): S-882Z24-M5T1G

Mes raginame naudoti „MudWatt“kaip pradinį tašką savo tyrimams, ir mes būsime maloniai nustebinti, jei galėsite sukurti tikrą MFC naudodami pigiau parduodamas medžiagas. Laimingo eksperimento!