Hoe om 'n mikrobiese brandstofsel (MFC) te maak met behulp van modder: 7 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:26

Die MudWatt -mikrobiese brandstofsel (met liefde die 'vuilbattery' genoem) is 'n toestel wat bakterieë gebruik om die organiese materiaal wat in modder voorkom in elektrisiteit om te skakel. Hierdie instruksies lei u deur u eie mikrobiese brandstofsel te maak met behulp van enige MudWatt Science Kit

Om 'n MudWatt te maak, benodig jy:

• MudWatt Classic, MudWatt Science Fair Pack of MudWatt Classroom Pack
• Modder
• Enige houer (as u 'n ander houer gebruik)

Hoe die MudWatt werk: Die MudWatt is 'n prettige en opvoedkundige wetenskapstel wat die mikro-organismes wat natuurlik in die grond voorkom, gebruik om elektrisiteit op te wek. Alhoewel dit vir die blote oog onsigbaar is, leef hierdie mikrobes, met liggame wat 'n tiende van die dikte van 'n menslike hare is, in feitlik alle grond en sediment op die planeet. Onder hierdie uiteenlopende gemeenskappe van mikrobes is spesifieke spesies wat die unieke vermoë het om elektrone buite hul liggame vry te stel as deel van hul asemhalingsproses.

Die MudWatt benut hierdie merkwaardige vermoë deur hierdie moddergebaseerde mikrobes te voorsien van twee geleidende grafietskywe, 'n anode en katode genoem. Die anode word in die modder geplaas waar die elektrogene mikrobes kan groei, terwyl die katode bo -op geplaas word en dit blootstel aan suurstof in die lug (sien MudWatt -diagram hieronder).

Stap 1: Maak modder

Trek handskoene aan en vind 3-4 handvol grond of moeras-hoe ruiker hoe beter! Maak seker dat jou grond versadig is, maar nie sop nie, deur water by te voeg of uit te gooi. Opsioneel: Voeg ekstra voedingstowwe by u grond, soos MudWatt -verpakking, gekerfde papierprodukte of voedsel uit u yskas.

Belangrike opmerkings: Vermy die gebruik van gronde met klein balletjies (perliet) wat die grond belug. Die bakterieë wat die MudWatt dryf, is anaërobes wat 'n omgewing sonder suurstof benodig om gesonde gemeenskappe te bou.

Stap 2: Maak elektrodes

Buig albei drade 90 ° waar die plastiekskede eindig. Reguit die kaal punt van die draad. Die groen draad sal gebruik word om die anode te maak, en die oranje draad sal gebruik word om die katode te maak. Steek die kaal punt van die anode (groen) draad in die kant van die dun viltskyf terwyl u die handskoene dra. Probeer om te verhoed dat die draad die vilt verlaat. Herhaal hierdie stap met die katode (oranje) draad en die dik viltskyf.

Stap 3: Monteer

Pak 'n ewe laag modder in die bodem van u houer, minstens 1 cm diep. Plaas die anode (groen) wat u in stap 3 gebou het, bo -op die modder en druk dit stewig vas om lugborrels uit te druk. Vul u houer met meer modder, minstens 5 cm diep, en druk stewig om lugborrels uit te druk. Laat u modder 'n paar minute rus en dreineer die oortollige vloeistof. Laastens, plaas die katode (oranje) saggies bo -op die modder. Moenie die katode met modder bedek nie.

Stap 4: Lidding (vir MudWatt -kits wat by vaartuie kom)

As u kit saam met die MudWatt Vessel kom:

Verwyder u handskoene en heg die Hacker Board in die inkeping op die deksel. Trek die elektrodedrade deur die deksel. Teenoor die halfsirkelvormige inkeping moet die katode (oranje) aan die linkerkant en die anode (groen) aan die regterkant wees. Druk nou die deksel op die pot om dit op sy plek te klik.

Stap 5: Sluit die stroombaan

1. Buig en verbind die katodedraad (oranje) met '+' en anodedraad (groen) na '-' op die Hacker Board.

2. Koppel die lang punt van die blou (10μF) kondensator aan pen 1 en sy kort punt aan pen 2. Miskien moet u die drade buig sodat dit styf pas.

3. Koppel die LED se lang kant aan pen 5 en sy kort punt aan pen 6.

Dis dit! U moet die LED na 'n paar dae begin knip, sodra u MudWatt 'n gesonde gemeenskap van mikrobes ontwikkel het!

Wat doen hierdie komponente?

Hacker Board: Die Hacker Board neem die lae spanning en lae stroom wat van die MudWatt af kom, om en verander in kort uitbarstings van hoër spanning en hoër stroom.

Kondensator: Die kondensator is 'n klein energie -stoorkomponent. Dit kan energie opbou namate krag uit die MudWatt kom, en dan die energie in 'n vinnige uitbarsting ontlaai om die LED te knip.

LED: Die Light Emitting Diode (LED) neem die elektrone wat deur die kapasitor ontlaai word en omskep die elektrone se energie in ligenergie.

Stap 6: Meet mikrobes en kragopbrengs

Laai die MudWatt Explorer -app af in die App Store of Google Play. U sal dit gebruik om u MudWatt -data in die volgende paar stappe te meet, aan te teken en te ontleed!

Stap 1: Klaar, mik … Meet!

Sodra u MudWatt -flikker knipper, maak die MudWatt Explorer -app oop en kies Meet in die hoofkieslys. Stel die flikker in die teiken op u skerm, en die app meet outomaties u krag en u populasie elektriese bakterieë!

Stap 2: Teken en ontleed verskeie metings

Teken verskeie metings op met die opname -knoppie op die metingskerm en gaan na die afdeling Analise van die app om te sien hoe u MudWatt mettertyd funksioneer!

Stap 3: Ontdek 'n verborge wêreld

Gebruik u kraglesings om hoofstukke van 'n prettige en opvoedkundige strokiesprent te ontsluit wat volg op Shewy, die elektriese mikrobe. Ontdek die magie van mikrobes terwyl Shewy hierdie komplekse, modderige wêreld verken.

Stap 7: 'n Slotnota en selfdoenhulpbronne

Baie dankie aan almal wat kommentaar gelewer het op ons plasing! Toe Instructables ons die eerste keer uitnooi om oor die MudWatt te plaas, was ons nie seker of dit die regte pasmaat was nie, want dit is inderdaad 'n produk, en ons was bekommerd dat ons Instructable na 'n infomercial sou klink. Maar ons het besluit om dit te doen, want die MudWatt is tog ontwerp om 'n DIY MFC -kit te wees. Alhoewel ons natuurlik opgewonde is as mense ons produkte koop, is ons ook baie opgewonde as ons mense inspireer om hul eie skepping en eksperimente na te streef. Baie mense het meer inligting aangevra vir die maak van hul eie MFC deur gebruik te maak van onderdele. Dit is heeltemal moontlik, en ons het hieronder hulpbronne daarvoor verskaf. Ons het egter gevind dat die vervaardiging van 'n ware MFC met komponente op die rak aansienlik duurder is as die aankoop van ons komponente. Die MudWatt het eintlik komponente op die rak begin gebruik, maar ons het die prys verlaag deur materiaal in baie groot hoeveelhede te bestel en dit self te verwerk.

Ons het in die verlede verskeie plasings oor DIY MFC's gesien, maar ons het gevind dat hierdie projekte die gebruik van metaalmaas, metaalborsels, koperdraad en ander materiale insluit wat in harde grondomgewings korrodeer. As u hierdie bytende materiale gebruik, beteken dit dat u 'n roesbattery in plaas van 'n MFC maak. Die korrosie kom dikwels voor by die aansluiting tussen die elektrodemateriaal en die draad. Hierdie aansluiting kan met epoksie verseël word, maar dit is in die praktyk baie moeilik om te doen, veral as u hoëoppervlakte of poreuse elektrodes gebruik, wat u benodig as u 'n beduidende krag wil lewer. Die snaakse ding is dat hierdie korrosie eintlik 'n aansienlike krag sal lewer, wat baie maklik kan wees dat dit afkomstig is van mikrobiese aktiwiteit.

Hier is 'n paar plekke waar u nie-korrosiewe materiale kan vind om u eie DIY MFC te maak:

Koolstofelektrode:

Titaniumdraad:

Laaipomp-chip (vir krag en LED/elektronika): S-882Z24-M5T1G

Ons moedig u aan om die MudWatt as 'n beginpunt vir u eie navorsing te gebruik, en ons sal opgewonde wees as u 'n ware MFC kan vervaardig met behulp van stowwe materiaal teen 'n goedkoper prys. Lekker eksperimenteer!