Cara Membuat Sel Bahan Bakar Mikroba (MFC) Menggunakan Lumpur: 7 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

Sel bahan bakar mikroba MudWatt (dijuluki "Dirt Battery") adalah alat yang menggunakan bakteria untuk menukar bahan organik yang terdapat di lumpur menjadi elektrik. Instructable ini akan memandu anda membuat sel bahan bakar mikroba anda sendiri menggunakan sebarang Kit Sains MudWatt

Untuk membuat MudWatt, anda memerlukan:

• Pakej MudWatt Classic, MudWatt Science Fair, atau Pakej Kelas MudWatt
• Lumpur
• Mana-mana bekas (jika anda menggunakan kapal lain)

Bagaimana MudWatt Berfungsi: The MudWatt adalah alat sains pendidikan yang menyeronokkan dan menggunakan mikro-organisma yang terdapat secara semula jadi di dalam tanah untuk menjana elektrik. Walaupun tidak dapat dilihat dengan mata kasar, mikroba ini, dengan badan sepersepuluh ketebalan rambut manusia, hidup di hampir semua tanah dan sedimen di planet ini. Di antara komuniti mikroba yang pelbagai ini adalah spesies tertentu yang mempunyai keupayaan unik untuk melepaskan elektron di luar badan mereka sebagai sebahagian daripada proses pernafasan mereka.

MudWatt memanfaatkan kemampuan luar biasa ini dengan menyediakan mikroba berasaskan lumpur ini dengan dua cakera grafit konduktif, yang disebut anod dan katod. Anod diletakkan di dalam lumpur di mana mikroba elektrogenik dapat tumbuh, sementara katod diletakkan di atas yang memaparkannya kepada oksigen di udara (lihat gambar rajah MudWatt di bawah).

Langkah 1: Membuat Lumpur

Pakai sarung tangan dan cari 3-4 gumpalan tanah atau rawa-rawa - semakin bau semakin baik! Pastikan tanah anda tepu tetapi tidak berair dengan menambah atau menuangkan air. Pilihan: Tambahkan nutrien tambahan ke tanah anda, seperti pembungkusan MudWatt, produk kertas yang dicincang, atau makanan dari peti sejuk anda.

Catatan utama: Elakkan menggunakan tanah dengan bebola putih kecil (perlite) yang mengeringkan tanah. Bakteria yang menggerakkan MudWatt adalah anaerob yang memerlukan persekitaran tanpa oksigen untuk membina komuniti yang sihat.

Langkah 2: Membuat Elektrod

Bengkokkan kedua-dua wayar 90 ° di mana sarung plastik berakhir. Luruskan hujung wayar yang kosong. Kawat hijau akan digunakan untuk membuat anoda, dan wayar jingga akan digunakan untuk membuat katod. Masukkan hujung kosong wayar anoda (hijau) ke sisi cakera ramping nipis sambil memakai sarung tangan yang disediakan. Cuba elakkan wayar daripada keluar dari panci. Ulangi langkah ini dengan wayar katod (oren) dan cakera tebal.

Langkah 3: Berkumpul

Masukkan lapisan lumpur yang merata ke bahagian bawah bekas anda, sedalam sekurang-kurangnya 1cm. Letakkan anoda (hijau) yang anda bina pada Langkah 3 di atas lumpur, tekan ke bawah dengan kuat untuk mengeluarkan gelembung udara. Isi bekas anda dengan lebih banyak lumpur, sedalam sekurang-kurangnya 5cm, tekan dengan kuat untuk mengeluarkan gelembung udara. Biarkan lumpur anda berehat selama beberapa minit dan toskan cecair yang berlebihan. Akhirnya, letakkan katod (oren) dengan lembut di atas lumpur. Jangan tutup katod dengan lumpur.

Langkah 4: Lidding (untuk Kit MudWatt yang Datang Dengan Kapal)

Sekiranya kit anda disertakan dengan Kapal MudWatt:

Tanggalkan sarung tangan anda dan pasangkan Hacker Board ke lekukan pada penutupnya. Pasangkan wayar elektrod melalui penutup. Menghadapi lekukan separuh bulatan, katod (oren) harus berada di sebelah kiri dan anod (hijau) di sebelah kanan. Sekarang tekan penutup ke bawah balang untuk memasukkannya ke tempatnya.

Langkah 5: Menutup Litar

1. Bengkokkan dan sambungkan wayar katod (oren) ke ‘+’ dan wayar anod (hijau) ke ‘-’ di Papan Peretas.

2. Sambungkan hujung panjang kapasitor biru (10μF) ke pin 1 dan hujung pendeknya ke pin 2. Anda mungkin perlu membengkokkan wayar agar sesuai dengan pantas.

3. Sambungkan hujung panjang LED ke pin 5 dan hujung pendeknya ke pin 6.

Itu sahaja! Anda mesti mula melihat LED berkelip setelah beberapa hari, setelah MudWatt anda mengembangkan komuniti mikrob yang sihat!

Apa yang dilakukan oleh komponen ini?

Papan Peretas: Papan Penggodam mengambil voltan rendah dan arus rendah yang berasal dari MudWatt dan bertukar menjadi pecahan pendek voltan tinggi dan arus yang lebih tinggi.

Kapasitor: Kapasitor adalah komponen simpanan tenaga yang sedikit. Ia dapat meningkatkan tenaga ketika tenaga masuk dari MudWatt, dan kemudian mengeluarkan tenaga itu dalam sekejap cepat untuk mengedipkan LED.

LED: Diod Pemancar Cahaya (LED) mengambil elektron yang dikeluarkan oleh kapasitor dan menukar tenaga elektron tersebut menjadi tenaga cahaya.

Langkah 6: Mengukur Mikrob dan Output Kuasa

Muat turun Aplikasi MudWatt Explorer di App Store atau Google Play. Anda akan menggunakannya untuk mengukur, merekod, dan menganalisis data MudWatt anda dalam beberapa langkah seterusnya!

Langkah 1: Bersedia, Matlamat … Ukur!

Setelah kelip MudWatt anda berkelip, buka Aplikasi MudWatt Explorer dan pilih Ukur dari menu utama. Sejajarkan pemedih mata pada sasaran di skrin anda dan Aplikasi akan secara automatik mengukur kekuatan anda dan populasi bakteria elektrik anda!

Langkah 2: Merekod & Menganalisis Pelbagai Pengukuran

Rakam beberapa pengukuran dengan menggunakan butang Rekod pada layar Pengukuran, dan pergi ke bahagian Analisis aplikasi untuk melihat bagaimana MudWatt anda berfungsi dari masa ke masa!

Langkah 3: Cari Dunia Tersembunyi

Gunakan pembacaan daya anda untuk membuka bab komik yang menyeronokkan dan pendidikan berikutan Shewy, Electric Microbe. Ketahui keajaiban mikroba semasa Shewy menjelajahi dunia yang kompleks dan berlumpur ini.

Langkah 7: Catatan Penutup dan Sumber DIY

Terima kasih banyak kepada semua orang yang telah mengulas mengenai siaran kami! Semasa Instructables mula-mula menjemput kami untuk menyiarkan mengenai MudWatt, kami tidak pasti sama ada ia sesuai, kerana ia memang produk, dan kami bimbang Instructable kami akhirnya terdengar seperti iklan komersial. Tetapi kami memutuskan untuk melakukannya kerana MudWatt dirancang untuk menjadi kit MFC DIY. Walaupun kita tentu teruja ketika orang membeli produk kita, kita juga sangat teruja ketika kita memberi inspirasi kepada orang untuk membuat ciptaan dan eksperimen mereka sendiri. Banyak orang meminta lebih banyak maklumat untuk membuat MFC mereka sendiri menggunakan bahagian luar rak. Ini benar-benar mungkin dilakukan, dan kami telah menyediakan sumber untuk perkara di bawah. Namun, kami mendapati bahawa membuat MFC sebenar dengan komponen luar rak jauh lebih mahal daripada membeli komponen kami. MudWatt sebenarnya mula menggunakan komponen di luar rak, tetapi kami berjaya menurunkan harga dengan memesan bahan dalam jumlah yang sangat banyak dan memprosesnya sendiri.

Kami telah melihat beberapa catatan mengenai DIY MFC pada masa lalu, tetapi kami mendapati bahawa projek-projek ini merangkumi penggunaan mesh logam, berus logam, wayar tembaga dan bahan lain yang menghakis di persekitaran tanah yang keras. Menggunakan bahan penghakis ini bermaksud bahawa anda membuat bateri kakisan dan bukannya MFC. Hakisan itu sering berlaku di persimpangan antara bahan elektrod dan wayar. Persimpangan ini boleh ditutup dengan epoksi, tetapi ini sangat sukar dilakukan dalam praktiknya, terutamanya jika anda menggunakan elektrod permukaan tinggi atau berliang, yang anda perlukan jika anda ingin menghasilkan tenaga yang ketara. Yang lucu adalah bahawa kakisan ini sebenarnya akan menghasilkan kekuatan yang besar, yang dapat dengan mudah disalah anggap berasal dari aktiviti mikrob.

Untuk membuat MFC DIY anda sendiri, berikut adalah beberapa tempat yang boleh anda temui bahan yang tidak menghakis:

Elektrod karbon:

Titanium Wire:

Cip pam caj (untuk kuasa LED / elektronik): S-882Z24-M5T1G

Kami mendorong anda untuk menggunakan MudWatt sebagai titik pelancaran untuk penyelidikan anda sendiri, dan kami akan teruja jika anda dapat membuat MFC sebenar dengan menggunakan bahan-bahan di luar rak dengan harga yang lebih murah. Selamat bereksperimen!