Kā izveidot mikrobu degvielas elementu (MFC), izmantojot dubļus: 7 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

MudWatt mikrobu degvielas šūna (sirsnīgi saukta par "netīrumu akumulatoru") ir ierīce, kas izmanto baktērijas, lai dubļos esošās organiskās vielas pārvērstu elektrībā. Šī pamācība palīdzēs jums izveidot savu mikrobu degvielas elementu, izmantojot jebkuru MudWatt zinātnes komplektu

Lai izveidotu MudWatt, jums būs nepieciešams:

• MudWatt Classic, MudWatt Science Fair Pack vai MudWatt Classroom Pack
• Dubļi
• Jebkurš konteiners (ja izmantojat citu trauku)

Kā MudWatt darbojas: MudWatt ir jautrs un izglītojošs zinātnisks komplekts, kas elektrības ražošanai izmanto augsnē dabiski sastopamos mikroorganismus. Lai arī ar neapbruņotu aci neredzami, šie mikrobi, kuru ķermeņi ir desmitdaļa cilvēka matu biezuma, dzīvo praktiski visā planētas augsnē un nogulumos. Starp šīm dažādajām mikrobu kopienām ir īpašas sugas, kurām ir unikāla spēja atbrīvot elektronus ārpus ķermeņa kā daļu no elpošanas procesa.

MudWatt izmanto šo ievērojamo spēju, nodrošinot šos dubļus saturošos mikrobus ar diviem vadošiem grafīta diskiem, ko sauc par anodu un katodu. Anods ir ievietots dubļos, kur var augt elektroģenēzes mikrobi, bet katods ir novietots uz augšu, pakļaujot to gaisā esošajam skābeklim (skatīt MudWatt diagrammu zemāk).

1. darbība: dubļu veidošana

Uzvelciet cimdus un atrodiet 3-4 saujas augsnes vai purva pūka-jo smaržīgāk, jo labāk! Pārliecinieties, ka jūsu augsne ir piesātināta, bet ne zupaina, pievienojot vai izlejot ūdeni. Pēc izvēles: pievienojiet augsnei papildu barības vielas, piemēram, MudWatt iepakojumu, sasmalcinātus papīra izstrādājumus vai pārtiku no ledusskapja.

Galvenās piezīmes: Neizmantojiet augsni ar nelielām baltām bumbiņām (perlītu), kas vēdina augsni. MudWatt barojošās baktērijas ir anaerobi, kuriem veselīgu kopienu veidošanai nepieciešama vide bez skābekļa.

2. solis: elektrodu izgatavošana

Salieciet abus vadus par 90 °, kur beidzas plastmasas apvalks. Iztaisnojiet stieples tukšo galu. Zaļo vadu izmantos anoda izgatavošanai, bet oranžo vadu - katoda izgatavošanai. Ievietojiet anoda (zaļā) stieples tukšo galu plāna filca diska malā, valkājot komplektā esošos cimdus. Centieties, lai vads neizietu no filca. Atkārtojiet šo darbību ar katoda (oranžo) stiepli un biezo filca disku.

3. solis: salikšana

Iepakojiet vienmērīgu dubļu slāni trauka apakšā, vismaz 1 cm dziļumā. Novietojiet 3. solī uzbūvēto anodu (zaļo) virs dubļiem, stingri nospiežot to uz leju, lai izspiestu gaisa burbuļus. Piepildiet trauku ar vairāk dubļiem, vismaz 5 cm dziļiem, stingri nospiežot, lai izspiestu gaisa burbuļus. Ļaujiet dūņām atpūsties dažas minūtes un izlejiet lieko šķidrumu. Visbeidzot, viegli novietojiet katodu (oranžu) virs dubļiem. Neaizsedziet katodu ar dubļiem.

4. solis: Lidding (MudWatt komplektiem, kas nāk ar kuģiem)

Ja jūsu komplekts tika piegādāts kopā ar MudWatt tvertni:

Noņemiet cimdus un pievienojiet hakeru dēli vāka ievilkumam. Izlaidiet elektrodu vadus caur vāku. Saskaroties ar pusapaļo ievilkumu, katodam (oranžam) jābūt kreisajā pusē un anodam (zaļš) labajā pusē. Tagad nospiediet burkas vāku, lai to nofiksētu vietā.

5. solis: ķēdes slēgšana

1. Salieciet un savienojiet katoda vadu (oranžā krāsā) ar “+” un anoda vadu (zaļo) ar “-” hakeru panelī.

2. Pievienojiet zilā (10μF) kondensatora garo galu pie tapas 1 un tā īso galu pie tapas 2. Jums var būt nepieciešams saliekt vadus tā, lai tie cieši pieguļ.

3. Savienojiet gaismas diodes garo galu ar 5. tapu un tā īso galu ar 6. tapu.

Tieši tā! Jums vajadzētu sākt redzēt, ka LED mirgo pēc dažām dienām, kad jūsu MudWatt ir izveidojis veselīgu mikrobu kopienu!

Ko dara šīs sastāvdaļas?

Hakeru padome: hakeru padome uztver zemo spriegumu un zemo strāvu, kas nāk no MudWatt, un pārvēršas īsos augstāka sprieguma un lielākas strāvas pārrāvumos.

Kondensators: Kondensators ir neliela enerģijas uzglabāšanas sastāvdaļa. Tas spēj uzkrāt enerģiju, kad strāva nāk no MudWatt, un pēc tam ātri izlādē šo enerģiju, lai mirgo LED.

LED: gaismas diode (LED) uztver kondensatora izlādētos elektronus un pārvērš šo elektronu enerģiju gaismas enerģijā.

6. darbība: mikrobu un jaudas mērīšana

Lejupielādējiet lietotni MudWatt Explorer vietnē App Store vai Google Play. Jūs to izmantosit, lai mērītu, ierakstītu un analizētu savus MudWatt datus, veicot dažas nākamās darbības!

1. solis: gatavs, mērķis… Izmēriet!

Kad MudWatt mirgojošais mirgo, atveriet lietotni MudWatt Explorer un galvenajā izvēlnē atlasiet Mērīt. Novietojiet mirgojošo ekrānu mērķī, un lietotne automātiski izmērīs jūsu jaudu un elektrisko baktēriju populāciju!

2. darbība. Ierakstiet un analizējiet vairākus mērījumus

Ierakstiet vairākus mērījumus, izmantojot mērīšanas ekrāna pogu Ierakstīt, un dodieties uz lietotnes sadaļu Analīze, lai redzētu, kā laika gaitā darbojas jūsu MudWatt!

3. solis: atklājiet slēpto pasauli

Izmantojiet savus jaudas rādījumus, lai atbloķētu jautra un izglītojoša komiksa nodaļas pēc Šovija, elektriskā mikroba. Atklājiet mikrobu burvību, kad Šovijs pēta šo sarežģīto, dubļaino pasauli.

7. darbība. Noslēguma piezīme un “dari pats” resursi

Liels paldies visiem, kas komentēja mūsu ziņu! Kad Instructables pirmo reizi uzaicināja mūs publicēt ziņas par MudWatt, mēs nebijām pārliecināti, vai tas ir piemērots, jo tas patiešām ir produkts, un mēs bijām nobažījušies, ka mūsu Instructable izklausīsies kā reklāmas reklāma. Bet mēs nolēmām to darīt, jo MudWatt galu galā ir paredzēts DIY MFC komplektam. Lai gan mēs, protams, esam satraukti, kad cilvēki pērk mūsu produktus, mēs esam arī ļoti satraukti, kad iedvesmojam cilvēkus pašiem radīt un eksperimentēt. Daudzi cilvēki ir pieprasījuši vairāk informācijas, lai izveidotu savu MFC, izmantojot gatavās detaļas. Tas ir pilnīgi iespējams, un tālāk mēs esam nodrošinājuši resursus. Tomēr mēs esam noskaidrojuši, ka patiesa MFC izgatavošana ar gataviem komponentiem ir ievērojami dārgāka nekā mūsu sastāvdaļu iegāde. MudWatt faktiski sāka izmantot gatavās sastāvdaļas, taču mums izdevās samazināt cenu, pasūtot materiālus ļoti lielos daudzumos un apstrādājot tos paši.

Agrāk mēs esam redzējuši vairākas ziņas par DIY MFC, taču esam noskaidrojuši, ka šie projekti ietver metāla acu, metāla suku, vara stieples un citu materiālu izmantošanu, kas korozē skarbā augsnes vidē. Šo kodīgo materiālu izmantošana nozīmē, ka jūs izgatavojat korozijas akumulatoru, nevis MFC. Šī korozija bieži rodas krustojumā starp elektrodu materiālu un vadu. Šo krustojumu var aizzīmogot ar epoksīdu, taču praksē to ir ļoti grūti izdarīt, it īpaši, ja izmantojat lielas virsmas vai porainus elektrodus, kas jums būs nepieciešami, ja vēlaties saražot ievērojamu jaudu. Smieklīgākais ir tas, ka šī korozija faktiski radīs ievērojamu jaudu, ko var ļoti viegli sajaukt ar mikrobu darbību.

Lai izveidotu savu DIY MFC, šeit ir dažas vietas, kur var atrast nerūsējošus materiālus:

Oglekļa elektrodi:

Titāna stieple:

Uzlādes sūkņa mikroshēma (LED/elektronikas barošanai): S-882Z24-M5T1G

Mēs iesakām izmantot MudWatt kā sākuma punktu savam pētījumam, un mēs būtu priecīgi, ja jūs varētu izveidot īstu MFC, izmantojot gatavus materiālus par lētāku cenu. Laimīgu eksperimentu!