Mikroobse kütuseelemendi (MFC) valmistamine muda abil: 7 sammu (piltidega)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2025-01-23 14:40

MudWatt mikroobne kütuseelement (hellitavalt "mustuse aku") on seade, mis kasutab baktereid mudas leiduva orgaanilise aine elektrienergiaks muundamiseks. See juhend juhendab teid oma mikroobse kütuseelemendi valmistamisel mis tahes MudWatt Science Kit abil

MudWatti valmistamiseks vajate:

• MudWatt Classic, MudWatt Science Fair Pack või MudWatt Classroom Pack
• Muda
• Mis tahes konteiner (kui kasutate muud anumat)

MudWatt töötab: MudWatt on lõbus ja hariv teaduskomplekt, mis kasutab elektri tootmiseks pinnases looduslikult leiduvaid mikroorganisme. Kuigi palja silmaga nähtamatud, elavad need mikroobid, mille keha on kümnendik inimese juuksekarva paksusest, elavad peaaegu kogu planeedi pinnases ja setetes. Nende mitmekesiste mikroobikogukondade hulgas on teatud liike, kellel on ainulaadne võime vabastada elektronid väljaspool oma keha osana oma hingamisprotsessist.

MudWatt kasutab seda tähelepanuväärset võimet, pakkudes neile mudapõhistele mikroobidele kaks juhtivat grafiitketast, mida nimetatakse anoodiks ja katoodiks. Anood asetatakse mudasse, kus võivad kasvada elektrogeensed mikroobid, samas kui katood asetatakse ülaosale, hoides seda õhus hapniku käes (vt allpool toodud MudWatt -diagrammi).

1. samm: muda valmistamine

Pange kindad kätte ja otsige üles 3-4 peotäit mulda või sookaaslast-mida lõhnavam, seda parem! Veenduge, et teie muld on küllastunud, kuid mitte supine, lisades või valage vett. Valikuline: lisage oma pinnasesse täiendavaid toitaineid, näiteks MudWatt -pakendit, hakitud paberitoodet või toitu külmkapist.

Põhimärkused: Vältige väikeste valgete pallidega (perliit) muldade kasutamist, mis õhutavad mulda. MudWatti toidavad bakterid on anaeroobid, mis vajavad tervislike kogukondade loomiseks keskkonda ilma hapnikuta.

Samm: elektroodide valmistamine

Painutage mõlemad juhtmed 90 ° kohale, kus lõpeb plastkest. Sirgendage traadi tühi ots välja. Rohelist traati kasutatakse anoodi valmistamiseks ja oranži traati katoodi valmistamiseks. Sisestage anood (roheline) traadi tühi ots õhukese vildiketta küljele, kandes kaasasolevaid kindaid. Püüdke hoida traati vildist välja. Korrake seda sammu katoodiga (oranž) traadi ja paksu vildikettaga.

3. samm: kokkupanek

Pakkige konteineri põhja vähemalt 1 cm sügavune ühtlane muda. Asetage 3. etapis ehitatud anood (roheline) muda peale, vajutades seda tugevalt alla, et õhumullid välja pressida. Täitke mahuti rohkem mudaga, vähemalt 5 cm sügav, vajutades õhumullide väljapressimiseks kindlalt alla. Laske oma mudal paar minutit puhata ja tühjendage liigne vedelik. Lõpuks asetage katood (oranž) õrnalt muda peale. Ärge katke katoodi mudaga.

Samm: katmine (laevadega kaasas olevate mudavattide komplektide jaoks)

Kui teie komplekt oli kaasas MudWatti anumaga:

Eemaldage kindad ja kinnitage häkkerplaat kaane süvendisse. Viige elektroodi juhtmed läbi kaane. Poolringikujulise taandega silmitsi seistes peaks katood (oranž) olema vasakul ja anood (roheline) paremal. Nüüd vajutage kaas purgile, et see kohale klõpsata.

Samm: vooluahela sulgemine

1. Painutage ja ühendage katoodijuhe (oranž) „+” -ga ja anoodtraat (roheline) „-” -ga häkkerilaual.

2. Ühendage sinise (10μF) kondensaatori pikk ots tihvtiga 1 ja lühike ots tihvtiga 2. Võimalik, et peate juhtmed painutama nii, et need sobiksid tihedalt kokku.

3. Ühendage valgusdioodi pikk ots tihvtiga 5 ja lühike ots tihvtiga 6.

See on kõik! Kui teie MudWatt on loonud terve mikroobide kogukonna, peaksite nägema, et LED hakkab vilkuma mõne päeva pärast!

Mida need komponendid teevad?

Häkkerite juhatus: Häkkerite juhatus võtab MudWattist pärineva madalpinge ja madala voolu ning muundub kõrgema pinge ja suurema voolu lühikesteks purunemisteks.

Kondensaator: Kondensaator on väike energiasalvestuskomponent. See on võimeline koguma energiat, kui MudWattist saab energiat, ja seejärel tühjendab selle energia kiiresti LED -i vilkumiseks.

LED: Valgusdiood (LED) võtab kondensaatori poolt tühjendatavad elektronid ja muudab nende elektronide energia valgusenergiaks.

6. samm: mikroobide ja väljundvõimsuse mõõtmine

Laadige MudWatt Exploreri rakendus alla App Store'ist või Google Playst. Mõne järgmise sammu abil kasutate seda oma MudWatti andmete mõõtmiseks, salvestamiseks ja analüüsimiseks!

1. samm: valmis, eesmärk… Mõõda!

Kui teie MudWatti vilkur vilgub, avage rakendus MudWatt Explorer ja valige peamenüüst Mõõtmine. Joondage vilkur ekraani sihtmärgile ja rakendus mõõdab automaatselt teie võimsust ja teie elektribakterite populatsiooni!

2. samm: salvestage ja analüüsige mitut mõõtmist

Salvestage mitmed mõõtmised, kasutades mõõtmisekraani nuppu Salvesta, ja minge rakenduse jaotisse Analüüsi, et näha, kuidas teie MudWatt aja jooksul toimib!

3. samm: avastage peidetud maailm

Kasutage oma võimsusnäitajaid, et avada lõbusa ja hariva koomiksi peatükid pärast Shewyt, elektrilist mikroobi. Avastage mikroobide võlu, kui Shewy seda keerulist, porist maailma uurib.

Samm 7: lõppsõna ja isetegemise ressursid

Suur tänu kõigile, kes on meie postitust kommenteerinud! Kui Instructables kutsus meid esimest korda MudWatti kohta postitama, polnud me kindlad, kas see sobib, sest see on tõepoolest toode, ja olime mures, et meie Instructable kõlab lõpuks nagu reklaam. Kuid me otsustasime seda teha, sest MudWatt on mõeldud DIY MFC komplektiks. Kuigi me oleme loomulikult põnevil, kui inimesed meie tooteid ostavad, oleme väga põnevil ka siis, kui inspireerime inimesi oma loomingut ja katsetama. Paljud inimesed on soovinud lisateavet oma MFC loomiseks, kasutades riiulil olevaid osi. Seda on täiesti võimalik teha ja allpool oleme selleks ressursse andnud. Siiski oleme avastanud, et tõelise MFC valmistamine riiulil olevate komponentidega on oluliselt kallim kui meie komponentide ostmine. MudWatt alustas tegelikult riiulil olevate komponentide kasutamisega, kuid meil on õnnestunud hind alla saada, tellides materjale väga suurtes kogustes ja töödeldes neid ise.

Oleme varem näinud mitmeid postitusi isetehtud MFC -de kohta, kuid oleme leidnud, et need projektid hõlmavad metallvõrkude, metallharjade, vasktraadi ja muude materjalide kasutamist, mis söövitavad karmides mullakeskkondades. Nende söövitavate materjalide kasutamine tähendab, et valmistate MFC asemel korrosioonaku. See korrosioon esineb sageli elektroodi materjali ja traadi ristmikul. Seda ristmikku saab tihendada epoksüüdiga, kuid seda on praktikas väga raske teha, eriti kui kasutate suure pindalaga või poorseid elektroode, mida vajate, kui soovite toota märkimisväärset energiat. Naljakas on see, et see korrosioon toodab tegelikult märkimisväärset võimsust, mida võib mikroobitegevusest väga kergesti eksitada.

Isetehtud MFC valmistamiseks on siin mõned kohad, kust leiate mittekorrodeerivaid materjale:

Süsinikelektroodid:

Titaantraat:

Laadimispumba kiip (LED/elektroonika toiteks): S-882Z24-M5T1G

Soovitame teil MudWatti kasutada oma uurimistöö käivitamiseks ja me oleksime põnevil, kui suudate luua tõelise MFC odavamate materjalide abil. Head katsetamist!