כיצד להכין תא דלק מיקרוביאלי (MFC) באמצעות בוץ: 7 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

תא הדלק החיידקי MudWatt (המכונה בחיבה "סוללת עפר") הוא מכשיר שמשתמש בחיידקים כדי להמיר את החומר האורגני שנמצא בבוץ לחשמל. מדריך זה ינחה אותך בהכנת תא דלק מיקרוביאלי משלך באמצעות כל ערכת מדע של MudWatt

כדי להכין MudWatt, תזדקק ל:

• MudWatt Classic, MudWatt Science Fair Pack, או MudWatt Classroom Pack
• בּוֹץ
• כל מיכל (אם אתה משתמש בכלי אחר)

אופן הפעולה של ה MudWatt: ה- MudWatt הוא ערכת מדע מהנה וחינוכית המשתמשת במיקרואורגניזמים הנמצאים באופן טבעי באדמה כדי לייצר חשמל. למרות שהם בלתי נראים לעין בלתי מזוינת, חיידקים אלה, בעלי גופים בעשירית מעובי שיער האדם, חיים כמעט בכל הקרקע והמשקעים על פני כדור הארץ. בין קהילות חיידקים מגוונות אלה מינים מיוחדים בעלי היכולת הייחודית לשחרר אלקטרונים מחוץ לגופם כחלק מתהליך הנשימה שלהם.

ה- MudWatt רותם את היכולת המדהימה הזו על ידי מתן חיידקים מבוססי בוץ אלה לשתי דיסקיות גרפיט מוליכות, הנקראות אנודה וקתודה. האנודה ממוקמת בתוך הבוץ במקום בו החיידקים האלקטרוגניים יכולים לצמוח, בעוד שהקתודה מונחת למעלה וחושפת אותו לחמצן באוויר (ראו תרשים MudWatt להלן).

שלב 1: הכנת בוץ

לבש כפפות ומצא 3-4 חופן אדמה או ביצה גו-כמה שיותר ריח יותר טוב! וודא שאדמתך רוויה אך לא מתקתקה על ידי הוספה או שפכה של מים. אופציונלי: הוסף עוד חומרים מזינים לאדמה שלך, כגון אריזת MudWatt, מוצרי נייר גרוסים או מזון מהמקרר שלך.

הערות מפתח: הימנע משימוש בקרקע עם כדורים לבנים קטנים (פרלייט) המאווררים את הקרקע. החיידקים המפעילים את ה MudWatt הם אנאירובים הזקוקים לסביבה ללא חמצן כדי לבנות קהילות בריאות.

שלב 2: הכנת אלקטרודות

כופפו את שני החוטים ב 90 ° היכן שמעטפת הפלסטיק מסתיימת. יישר את הקצה החשוף של החוט. החוט הירוק ישמש לייצור האנודה, והחוט הכתום ישמש להכנת הקתודה. הכנס את הקצה החשוף של חוט האנודה (הירוק) לצידו של דיסק הלבד הדק תוך לבישת הכפפות המסופקות. נסה למנוע מהחוט לצאת מהלבד. חזור על שלב זה בעזרת חוט הקתודה (כתום) ודיסק הלבד העבה.

שלב 3: הרכבה

ארוז שכבה אחת של בוץ לתחתית המיכל שלך, בעומק של לפחות 1 ס מ. מניחים את האנודה (הירוקה) שבניתם בשלב 3 על גבי הבוץ, לוחצים עליה בחוזקה כדי לסחוט בועות אוויר. מלא את המיכל שלך בבוץ נוסף, בעומק של לפחות 5 סנטימטרים, לחץ לחיצה חזקה כדי לסחוט בועות אוויר. הניחו לבוץ שלכם לנוח מספר דקות וסננו את כל הנוזלים העודפים. לבסוף, הניחו את הקתודה (כתומה) בעדינות על גבי הבוץ. אין לכסות את הקתודה בבוץ.

שלב 4: Lidding (עבור ערכות MudWatt שמגיעות עם כלי שיט)

אם הערכה שלך הגיעה עם כלי ה MudWatt:

הסר את הכפפות והצמד את לוח ההאקר לשקוע במכסה. העבירו את חוטי האלקטרודה דרך המכסה. מול הכניסה החצי -עגולה, הקתודה (כתומה) צריכה להיות בצד שמאל והאנודה (ירוק) מימין. כעת לחץ על המכסה כלפי מטה על הצנצנת כדי להצמיד אותו למקומו.

שלב 5: סגירת המעגל

1. לכופף ולחבר את חוט הקתודה (כתום) ל- '+' וחוט האנודה (ירוק) ל- '-' בלוח ההאקר.

2. חבר את הקצה הארוך של הקבל הכחול (10μF) לסיכה 1 ואת הקצה הקצר שלו לסיכה 2. ייתכן שיהיה עליך לכופף את החוטים כך שיתאימו היטב.

3. חבר את הקצה הארוך של הנורית לפין 5 ואת הקצה הקצר שלו לסיכה 6.

זהו זה! עליך להתחיל לראות את הנורית מהבהבת לאחר מספר ימים, לאחר שה- MudWatt שלך פיתח קהילה בריאה של חיידקים!

מה מרכיבים אלה עושים?

לוח האקרים: לוח ההאקרים לוקח את המתח הנמוך והזרם הנמוך שמגיע מה- MudWatt והופך להתפרצויות קצרות של מתח גבוה וזרם גבוה יותר.

קבלים: הקבל הוא מרכיב אחסון אנרגיה קטן. הוא מסוגל לבנות אנרגיה כאשר הכוח נכנס מה- MudWatt, ולאחר מכן לפרוק את האנרגיה בפרץ מהיר כדי להבהב את הנורית.

LED: הדיודה פולטת אור (LED) לוקחת את האלקטרונים שנפלטים על ידי הקבל וממירה את אנרגיית אותם אלקטרונים לאנרגיית אור.

שלב 6: מדידת חיידקים ותפוקת חשמל

הורד את אפליקציית MudWatt Explorer בחנות האפליקציות או ב- Google Play. תוכל להשתמש בו כדי למדוד, להקליט ולנתח את נתוני MudWatt שלך בכמה השלבים הבאים!

שלב 1: מוכן, מטרה … מדוד!

לאחר שהבהוב של MudWatt שלך מהבהב, פתח את אפליקציית סייר MudWatt ובחר Measure מהתפריט הראשי. שים את המהבהב במטרה במסך והאפליקציה תמדוד אוטומטית את העוצמה שלך ואת אוכלוסיית החיידקים החשמליים שלך!

שלב 2: רשום ונתח מדידות מרובות

רשום מספר מדידות באמצעות כפתור ההקלטה במסך המדידה, ועבור לקטע ניתוח האפליקציה כדי לראות כיצד ה- MudWatt שלך מתפקד לאורך זמן!

שלב 3: גלה עולם מוסתר

השתמש בקריאות הכוח שלך כדי לפתוח פרקים של קומיקס מהנה וחינוכי בעקבות Shewy, החיידק החשמלי. גלה את הקסם של החיידקים כששוי חוקר את העולם המורכב והבוצי הזה.

שלב 7: הערת סיום ומשאבי DIY

תודה רבה לכל מי שהגיב על הפוסט שלנו! כאשר Instructables הזמין אותנו לראשונה לפרסם על MudWatt, לא היינו בטוחים אם הוא מתאים, מכיוון שהוא אכן מוצר, וחששנו שהמדריך שלנו יישמע בסופו של דבר כפרסומת. אבל החלטנו לעשות את זה כי ה- MudWatt נועד בסופו של דבר להיות ערכת MFC DIY. למרות שאנחנו כמובן מתרגשים כשאנשים קונים את המוצרים שלנו, אנחנו גם מתרגשים מאוד כשאנחנו מעוררים אנשים להמשיך ליצור ולהתנסות בעצמם. אנשים רבים ביקשו מידע נוסף ליצירת MFC משלהם באמצעות חלקי מדף. זה אפשרי לחלוטין, וסיפקנו משאבים לכך בהמשך. עם זאת, גילינו שהכנת MFC אמיתי עם רכיבים מהמדף יקרה משמעותית מרכישת הרכיבים שלנו. ה- MudWatt התחיל למעשה להשתמש ברכיבים מהמדף, אך הצלחנו להוריד את המחיר על ידי הזמנת חומרים בכמויות גדולות מאוד ועיבודם בעצמנו.

ראינו בעבר כמה פוסטים אודות MFC DIY, אך גילינו כי פרויקטים אלה כוללים שימוש ברשתות מתכת, מברשות מתכת, חוטי נחושת וחומרים אחרים המתכלים בסביבות קרקע קשות. שימוש בחומרים קורוזיביים זה אומר שאתה מייצר סוללת קורוזיה במקום MFC. קורוזיה זו מתרחשת לעתים קרובות במפגש בין חומר האלקטרודה לחוט. ניתן לאטום את הצומת הזה באפוקסי, אבל זה מאוד קשה לביצוע בפועל, במיוחד אם אתה משתמש באלקטרודות בעלות שטח גבוה או נקבובי, שתזדקק להן אם אתה רוצה לייצר כוח משמעותי כלשהו. הדבר המצחיק הוא שהקורוזיה הזו באמת תייצר כוח משמעותי כלשהו, שאפשר לטעות בקלות שהוא נובע מפעילות מיקרוביאלית.

להכנת MFC DIY משלך, להלן כמה מקומות בהם תוכל למצוא חומרים שאינם מאכלים:

אלקטרודות פחמן:

חוט טיטניום:

שבב משאבת טעינה (להפעלת LED/אלקטרוניקה): S-882Z24-M5T1G

אנו מעודדים אותך להשתמש ב- MudWatt כנקודת השקה למחקר משלך, ונשמח אם תוכל ליצור MFC אמיתי באמצעות חומרי מדף במחיר זול יותר. ניסוי שמח!