Как да си направим микробна горивна клетка (MFC) с помощта на кал: 7 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Микробната горивна клетка MudWatt (наречена с обич „Dirt Battery“) е устройство, което използва бактерии, за да преобразува органичното вещество, намиращо се в калта, в електричество. Тази инструкция ще ви преведе през създаването на собствена микробна горивна клетка, използвайки всеки MudWatt Science Kit

За да направите MudWatt, ще ви трябва:

• MudWatt Classic, MudWatt Science Fair Pack или MudWatt Classroom Pack
• Кал
• Всеки контейнер (ако използвате друг съд)

Как работи MudWatt: MudWatt е забавен и образователен научен комплект, който използва микроорганизмите, естествено намиращи се в почвата, за генериране на електричество. Макар и невидими с невъоръжено око, тези микроби, с тела една десета от дебелината на човешката коса, живеят в почти цялата почва и утайки на планетата. Сред тези разнообразни общности от микроби има конкретни видове, които имат уникалната способност да отделят електрони извън телата си като част от процеса на дишане.

MudWatt използва тази забележителна способност, като предоставя на тези кални микроби два проводящи графитни диска, наречени анод и катод. Анодът се поставя в калта, където могат да растат електрогенните микроби, докато катодът се поставя отгоре, излагайки го на кислород във въздуха (виж диаграмата MudWatt по -долу).

Стъпка 1: Създаване на кал

Сложете ръкавици и намерете 3-4 шепи пръст или блато-колкото по-миризливо, толкова по-добре! Уверете се, че почвата ви е наситена, но не е супа, като добавите или излеете вода. По избор: Добавете допълнителни хранителни вещества към почвата си, като опаковка MudWatt, настъргани хартиени продукти или храна от хладилника.

Основни бележки: Избягвайте използването на почви с малки бели топки (перлит), които аерират почвата. Бактериите, които захранват MudWatt, са анаероби, които се нуждаят от среда без кислород за изграждане на здрави общности.

Стъпка 2: Изработка на електроди

Огънете двата проводника на 90 ° там, където свършва пластмасовата обвивка. Изправете голия край на жицата. Зеленият проводник ще се използва за направата на анода, а оранжевият проводник ще се използва за направата на катода. Поставете голия край на анодния (зелен) проводник отстрани на тънкия филцов диск, докато носите предоставените ръкавици. Опитайте се да предпазите жицата от излизане от филц. Повторете тази стъпка с катодния (оранжев) проводник и дебелия филцов диск.

Стъпка 3: Сглобяване

Уплътнете равномерен слой кал в дъното на контейнера си, най -малко 1 см дълбочина. Поставете анода (зелен), който сте конструирали в Стъпка 3, върху калта, като го натиснете здраво, за да изстискате въздушни мехурчета. Напълнете контейнера си с повече кал, дълбока поне 5 см, като натиснете здраво, за да изстискате въздушни мехурчета. Оставете калта си да почине за няколко минути и източете излишната течност. Накрая поставете катода (оранжев) внимателно върху калта. Не покривайте катода с кал.

Стъпка 4: Покриване (за комплекти MudWatt, които идват с съдове)

Ако вашият комплект идва с съда MudWatt:

Свалете ръкавиците и прикрепете хакерската дъска в вдлъбнатината на капака. Прекарайте проводниците на електрода през капака. С лице към полукръглата вдлъбнатина катодът (оранжев) трябва да е отляво, а анодът (зелен) отдясно. Сега натиснете капака надолу върху буркана, за да го щракне на място.

Стъпка 5: Затваряне на веригата

1. Огънете и свържете катодния проводник (оранжев) към „+“и анодния проводник (зелен) към „-“на хакерската платка.

2. Свържете дългия край на синия (10μF) кондензатор към щифт 1, а късия му край към щифт 2. Може да се наложи да огънете проводниците, така че да прилягат плътно.

3. Свържете дългия край на светодиода към щифт 5, а късия му край към щифт 6.

Това е! Трябва да започнете да виждате светодиода да мига след няколко дни, след като вашият MudWatt е развил здрава общност от микроби!

Какво правят тези компоненти?

Хакерска дъска: Хакерската платка приема ниското напрежение и ниския ток, идващи от MudWatt и се превръща в кратки изблици с по -високо напрежение и по -висок ток.

Кондензатор: Кондензаторът е малък компонент за съхранение на енергия. Той е в състояние да натрупва енергия, когато захранването идва от MudWatt, и след това да изхвърля тази енергия в бърз порив, за да премигне светодиода.

LED: Светодиодът (LED) отделя електроните, разтоварени от кондензатора, и преобразува енергията на тези електрони в светлинна енергия.

Стъпка 6: Измерване на микробите и изходната мощност

Изтеглете приложението MudWatt Explorer от App Store или Google Play. Ще го използвате за измерване, записване и анализ на вашите MudWatt данни в няколко следващи стъпки!

Стъпка 1: Готови, насочете се … Измерете!

След като мигачът на вашия MudWatt започне да мига, отворете приложението MudWatt Explorer и изберете Measure от главното меню. Подредете мигача в мишената на екрана си и приложението автоматично ще измерва вашата мощност и популацията ви от електрически бактерии!

Стъпка 2: Запишете и анализирайте множество измервания

Запишете няколко измервания, като използвате бутона Запис на екрана за измерване и отидете в раздела Анализ на приложението, за да видите как функционира вашият MudWatt с течение на времето!

Стъпка 3: Открийте скрит свят

Използвайте показанията на силата си, за да отключите глави от забавен и образователен комикс, следващ Шуи, електрическия микроб. Открийте магията на микробите, докато Шуи изследва този сложен, кален свят.

Стъпка 7: Заключителна бележка и ресурси „Направи си сам“

Много благодаря на всички, които коментират публикацията ни! Когато Instructables ни покани за първи път да публикуваме за MudWatt, не бяхме сигурни дали е подходящ, тъй като наистина е продукт и се притеснихме, че нашият Instructable в крайна сметка ще звучи като рекламна реклама. Но решихме да го направим, защото в крайна сметка MudWatt е проектиран да бъде DIY MFC комплект. Разбира се, ние сме развълнувани, когато хората купуват нашите продукти, ние също сме много развълнувани, когато вдъхновяваме хората да преследват собственото си творение и експерименти. Много хора са поискали повече информация за създаване на свои собствени MFC, използвайки готови части. Това е напълно възможно да се направи и по -долу сме предоставили ресурси за това. Открихме обаче, че създаването на истински MFC с готови компоненти е значително по-скъпо от закупуването на нашите компоненти. MudWatt всъщност започна да използва готови компоненти, но успяхме да свалим цената, като поръчаме материали в много големи количества и ги обработим сами.

Виждали сме няколко публикации за DIY MFC в миналото, но открихме, че тези проекти включват използването на метални мрежи, метални четки, медна тел и други материали, които корозират в сурова почвена среда. Използването на тези корозивни материали означава, че правите корозионна батерия вместо MFC. Тази корозия често възниква на кръстовището между материала на електрода и проводника. Това съединение може да бъде запечатано с епоксидна смола, но това е много трудно да се направи на практика, особено ако използвате електроди с голяма повърхност или порести електроди, които ще ви трябват, ако искате да произвеждате значителна мощност. Смешното е, че тази корозия всъщност ще произведе значителна мощност, която може много лесно да се сбърка, че идва от микробна активност.

За да направите свой собствен MFC MIC, тук можете да намерите некорозивни материали:

Въглеродни електроди:

Титанов проводник:

Чип на помпата за зареждане (за захранване с LED/електроника): S-882Z24-M5T1G

Насърчаваме ви да използвате MudWatt като отправна точка за вашето собствено изследване и ще бъдем развълнувани, ако успеете да създадете истински MFC, използвайки готови материали на по-ниска цена. Приятно експериментиране!