Cum se face o celulă de combustibil microbiană (MFC) folosind noroi: 7 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Pila de combustie microbiană MudWatt (numită afectiv „Bateria murdară”) este un dispozitiv care folosește bacterii pentru a transforma materia organică găsită în noroi în electricitate. Acest instructabil vă va ajuta să vă creați propria celulă de combustibil microbiană folosind orice kit de știință MudWatt

Pentru a crea un MudWatt, veți avea nevoie de:

• MudWatt Classic, MudWatt Science Fair Pack sau MudWatt Classroom Pack
• Noroi
• Orice container (dacă utilizați o altă navă)

Cum funcționează MudWatt: MudWatt este un kit științific distractiv și educațional care folosește microorganismele găsite în mod natural în sol pentru a genera electricitate. Deși invizibile cu ochiul liber, acești microbi, cu corpuri de o zecime din grosimea unui fir de păr uman, trăiesc practic pe tot solul și sedimentele de pe planetă. Printre aceste comunități diverse de microbi se află specii particulare care au capacitatea unică de a elibera electroni în afara corpului lor ca parte a procesului de respirație.

MudWatt valorifică această abilitate remarcabilă oferind acestor microbi pe bază de noroi două discuri de grafit conductoare, numite anod și catod. Anodul este plasat în noroi unde microbii electrogeni pot crește, în timp ce catodul este plasat deasupra, expunându-l la oxigenul din aer (a se vedea diagrama MudWatt de mai jos).

Pasul 1: Făcând noroi

Pune-ți mănuși și găsește 3-4 pumni de pământ sau de mlaștină - cu cât e mai mirosos cu atât mai bine! Asigurați-vă că solul dvs. este saturat, dar nu este supă, adăugând sau turnând apă. Opțional: adăugați nutrienți suplimentari pe sol, cum ar fi ambalajul MudWatt, produse din hârtie mărunțită sau alimente din frigider.

Note cheie: Evitați utilizarea solurilor cu bile mici albe (perlit) care aerează solul. Bacteriile care alimentează MudWatt sunt anaerobe care au nevoie de un mediu fără oxigen pentru a construi comunități sănătoase.

Pasul 2: Realizarea electrozilor

Îndoiți ambele fire la 90 ° acolo unde se termină teaca de plastic. Îndreptați capătul gol al firului. Sârmă verde va fi utilizată pentru a face anodul, iar firul portocaliu va fi folosit pentru a face catodul. Introduceți capătul gol al firului anodic (verde) în lateralul discului subțire din pâslă în timp ce purtați mănușile furnizate. Încercați să împiedicați firul să iasă din pâslă. Repetați acest pas cu firul catodic (portocaliu) și discul gros din pâslă.

Pasul 3: Asamblarea

Împachetați un strat uniform de noroi în fundul containerului, cu o adâncime de cel puțin 1cm. Așezați anodul (verde) pe care l-ați construit la pasul 3 deasupra noroiului, apăsându-l ferm pentru a stoarce bulele de aer. Umpleți recipientul cu mai mult noroi, cel puțin 5cm adâncime, apăsând ferm pentru a stoarce bulele de aer. Lăsați-vă noroiul să se odihnească câteva minute și scurgeți orice lichid în exces. În cele din urmă, așezați catodul (portocaliu) ușor deasupra noroiului. Nu acoperiți catodul cu noroi.

Pasul 4: Lidding (pentru kiturile MudWatt care vin cu nave)

Dacă trusa dvs. a fost livrată cu vasul MudWatt:

Îndepărtați mănușile și atașați placa Hacker în indentarea de pe capac. Treceți firele electrodului prin capac. Cu fața la indentarea semicirculară, catodul (portocaliu) ar trebui să fie în stânga și anodul (verde) în dreapta. Acum apăsați capacul în jos pe borcan pentru a-l fixa în poziție.

Pasul 5: Închiderea circuitului

1. Îndoiți și conectați firul catodic (portocaliu) la „+” și firul anodic (verde) la „-” pe placa Hacker.

2. Conectați capătul lung al condensatorului albastru (10μF) la pinul 1 și capătul său scurt la pinul 2. Poate fi necesar să îndoiți firele astfel încât să se potrivească perfect.

3. Conectați capătul lung al LED-ului la pinul 5 și capătul scurt al acestuia la pinul 6.

Asta e! Ar trebui să începeți să vedeți LED-ul să clipească după câteva zile, odată ce MudWatt a dezvoltat o comunitate sănătoasă de microbi!

Ce fac aceste componente?

Hacker Board: Hacker Board preia tensiunea joasă și curentul scăzut provenind de la MudWatt și se transformă în rafale scurte de tensiune mai mare și curent mai mare.

Condensator: Condensatorul este o mică componentă de stocare a energiei. Este capabil să acumuleze energie pe măsură ce energia vine de la MudWatt și apoi descarcă acea energie într-o explozie rapidă pentru a clipi LED-ul.

LED: dioda emitentă de lumină (LED) ia electronii descărcați de condensator și convertește energia acestor electroni în energie luminoasă.

Pasul 6: Măsurarea microbilor și puterea

Descărcați aplicația MudWatt Explorer din App Store sau Google Play. Îl veți utiliza pentru a măsura, înregistra și analiza datele MudWatt în câțiva pași următori!

Pasul 1: Gata, Scop … Măsurați!

După ce intermitentul MudWatt clipește, deschideți aplicația MudWatt Explorer și selectați Măsurați din meniul principal. Aliniați intermitentul în țintă pe ecran, iar aplicația vă va măsura automat puterea și populația de bacterii electrice!

Pasul 2: Înregistrați și analizați mai multe măsurători

Înregistrați mai multe măsurători utilizând butonul Înregistrare de pe ecranul de măsurare și accesați secțiunea Analizați a aplicației pentru a vedea cum funcționează MudWatt în timp!

Pasul 3: Descoperiți o lume ascunsă

Folosiți-vă citirile de putere pentru a debloca capitole ale unui comic distractiv și educațional după Shewy, Microbiul electric. Descoperiți magia microbilor în timp ce Shewy explorează această lume complexă și noroioasă.

Pasul 7: O notă de închidere și resurse DIY

Mulțumesc mult tuturor celor care au comentat postarea noastră! Când Instructables ne-a invitat pentru prima dată să postăm despre MudWatt, nu am fost siguri dacă se potrivește corect, deoarece este într-adevăr un produs și ne-am îngrijorat că Instructable ar ajunge să pară o reclamă publicitară. Dar am decis să o facem, deoarece MudWatt este conceput pentru a fi un kit DIY MFC, la urma urmei. Deși suntem, desigur, entuziasmați atunci când oamenii cumpără produsele noastre, suntem, de asemenea, foarte entuziasmați atunci când îi inspirăm pe oameni să urmărească propria lor creație și experimentare. Mulți oameni au solicitat mai multe informații pentru a-și crea propriul MFC folosind piese disponibile. Acest lucru este complet posibil, și am furnizat resurse pentru acest lucru mai jos. Cu toate acestea, am constatat că obținerea unui MFC adevărat cu componente disponibile la distanță este semnificativ mai scumpă decât achiziționarea componentelor noastre. De fapt, MudWatt a început să utilizeze componente disponibile, dar am reușit să reducem prețul comandând materiale în cantități foarte mari și prelucrându-le singuri.

Am văzut mai multe postări despre MFC-uri DIY în trecut, dar am constatat că aceste proiecte includ utilizarea de ochiuri metalice, perii metalice, sârmă de cupru și alte materiale care se corodează în medii dure ale solului. Utilizarea acestor materiale corozive înseamnă că fabricați o baterie de coroziune în locul unui MFC. Această coroziune apare adesea la joncțiunea dintre materialul electrodului și firul. Această joncțiune poate fi sigilată cu epoxidic, dar acest lucru este foarte dificil de realizat în practică, mai ales dacă utilizați electrozi cu suprafață mare sau poroși, de care veți avea nevoie dacă doriți să produceți o putere semnificativă. Interesant este că această coroziune va produce de fapt o putere semnificativă, care poate fi foarte ușor confundată cu faptul că provine din activitatea microbiană.

Pentru a vă crea propriul DIY MFC, iată câteva locuri în care puteți găsi materiale necorozive:

Electrozi de carbon:

Sârmă de titan:

Cip de pompă de încărcare (pentru alimentarea unui LED / electronică): S-882Z24-M5T1G

Vă încurajăm să utilizați MudWatt ca punct de lansare pentru propria dvs. cercetare și am fi încântați dacă veți putea crea un MFC adevărat folosind materiale disponibile la un preț mai ieftin. Experiment fericit!