Çamur Kullanarak Mikrobiyal Yakıt Pili (MFC) Nasıl Yapılır: 7 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

MudWatt mikrobiyal yakıt hücresi (sevgiyle "Kirli Pil" olarak adlandırılır), çamurda bulunan organik maddeyi elektriğe dönüştürmek için bakterileri kullanan bir cihazdır. Bu Eğitilebilir Kitap, herhangi bir MudWatt Science Kit kullanarak kendi mikrobiyal yakıt hücrenizi yapmanızda size yol gösterecektir

MudWatt yapmak için ihtiyacınız olacak:

• MudWatt Classic, MudWatt Science Fair Pack veya MudWatt Classroom Pack
• Çamur
• Herhangi bir kap (farklı bir gemi kullanıyorsanız)

MudWatt Nasıl Çalışır: MudWatt, toprakta doğal olarak bulunan mikroorganizmaları elektrik üretmek için kullanan eğlenceli ve eğitici bir bilim kitidir. Çıplak gözle görülmemesine rağmen, vücutları insan saçının onda biri kalınlığında olan bu mikroplar, gezegendeki hemen hemen tüm toprak ve tortularda yaşarlar. Bu çeşitli mikrop toplulukları arasında, solunum süreçlerinin bir parçası olarak vücutlarının dışına elektron salma konusunda benzersiz bir yeteneğe sahip belirli türler vardır.

MudWatt, bu çamur bazlı mikroplara anot ve katot adı verilen iki iletken grafit disk sağlayarak bu olağanüstü yeteneği kullanır. Anot, elektrojenik mikropların büyüyebileceği çamurun içine yerleştirilirken, katot üstte yer alır ve onu havadaki oksijene maruz bırakır (aşağıdaki MudWatt şemasına bakın).

Adım 1: Çamur Yapmak

Eldiven giyin ve 3-4 avuç toprak veya bataklık yapışkanı bulun - ne kadar kokulu olursa o kadar iyi! Su ekleyerek veya dökerek toprağınızın doymuş, ancak sulu olmadığından emin olun. İsteğe bağlı: MudWatt ambalajı, parçalanmış kağıt ürünleri veya buzdolabınızdaki yiyecekler gibi toprağınıza ekstra besinler ekleyin.

Anahtar notlar: Toprağı havalandıran küçük beyaz topları (perlit) olan toprakları kullanmaktan kaçının. MudWatt'a güç veren bakteriler, sağlıklı topluluklar oluşturmak için oksijensiz bir ortama ihtiyaç duyan anaeroblardır.

Adım 2: Elektrotların Yapılması

Her iki kabloyu da plastik kılıfın bittiği yerde 90° bükün. Telin çıplak ucunu düzeltin. Yeşil tel anot yapmak için, turuncu tel ise katot yapmak için kullanılacaktır. Verilen eldivenleri giyerken anot (yeşil) telinin çıplak ucunu ince keçe diskin yanına sokun. Telin keçeden çıkmasını engellemeye çalışın. Bu adımı katot (turuncu) tel ve kalın keçe disk ile tekrarlayın.

Adım 3: Montaj

Kabınızın dibine en az 1 cm derinliğinde eşit bir çamur tabakası koyun. Adım 3'te oluşturduğunuz anodu (yeşil) çamurun üzerine yerleştirin ve hava kabarcıklarını sıkmak için sıkıca bastırın. Hava kabarcıklarını sıkmak için sıkıca bastırarak kabınızı en az 5 cm derinliğinde daha fazla çamurla doldurun. Çamurunuzu birkaç dakika dinlendirin ve fazla sıvıyı boşaltın. Son olarak, katodu (turuncu) çamurun üzerine nazikçe yerleştirin. Katodu çamurla örtmeyin.

Adım 4: Kapaklama (Damarlarla Gelen MudWatt Kitleri için)

Kitiniz MudWatt Vessel ile birlikte geldiyse:

Eldivenlerinizi çıkarın ve Hacker Board'u kapaktaki girintiye takın. Elektrot tellerini kapaktan geçirin. Yarım daire girintiye bakan katot (turuncu) solda ve anot (yeşil) sağda olmalıdır. Şimdi yerine oturtmak için kapağı kavanozun üzerine bastırın.

Adım 5: Devrenin Kapatılması

1. Katot kablosunu (turuncu) Hacker Board'da '+' ve anot kablosunu (yeşil) '-' ye bükün ve bağlayın.

2. Mavi (10μF) kapasitörün uzun ucunu pim 1'e ve kısa ucunu pim 2'ye bağlayın. Kabloları sıkıca oturacak şekilde bükmeniz gerekebilir.

3. LED'in uzun ucunu pim 5'e ve kısa ucunu pim 6'ya bağlayın.

Bu kadar! MudWatt'ınız sağlıklı bir mikrop topluluğu geliştirdiğinde, birkaç gün sonra LED'in yanıp söndüğünü görmeye başlamalısınız!

Bu bileşenler ne işe yarar?

Hacker Board: Hacker Board, MudWatt'tan gelen düşük voltaj ve düşük akımı alır ve kısa süreli yüksek voltaj ve yüksek akım patlamalarına dönüştürür.

Kondansatör: Kondansatör küçük bir enerji depolama bileşenidir. MudWatt'tan güç geldiğinde enerji biriktirebilir ve ardından LED'i yanıp sönmek için bu enerjiyi hızlı bir patlamayla boşaltabilir.

LED: Işık Yayan Diyot (LED), kondansatör tarafından deşarj edilen elektronları alır ve bu elektronların enerjisini ışık enerjisine dönüştürür.

Adım 6: Mikropları ve Güç Çıkışını Ölçme

MudWatt Explorer Uygulamasını App Store veya Google Play'den indirin. Sonraki birkaç adımda MudWatt verilerinizi ölçmek, kaydetmek ve analiz etmek için kullanacaksınız!

Adım 1: Hazırlanın, Hedefleyin… Ölçün!

MudWatt'ınızın flaşörü yanıp söndüğünde, MudWatt Explorer Uygulamasını açın ve ana menüden Ölç'ü seçin. Flaşörü ekranınızdaki hedefte hizalayın ve Uygulama, gücünüzü ve elektrik bakteri popülasyonunuzu otomatik olarak ölçecektir!

Adım 2: Çoklu Ölçümleri Kaydedin ve Analiz Edin

Ölçüm ekranındaki Kayıt düğmesini kullanarak birkaç ölçüm kaydedin ve MudWatt'ınızın zaman içinde nasıl çalıştığını görmek için uygulamanın Analiz bölümüne gidin!

3. Adım: Gizli Bir Dünyayı Keşfedin

Elektrikli Mikrop Shewy'nin ardından eğlenceli ve eğitici bir çizgi romanın bölümlerinin kilidini açmak için güçlü okumalarınızı kullanın. Shewy bu karmaşık, çamurlu dünyayı keşfederken mikropların büyüsünü keşfedin.

7. Adım: Bir Kapanış Notu ve Kendin Yap Kaynakları

Yazımıza yorum yapan herkese çok teşekkürler! Instructables bizi MudWatt hakkında gönderi paylaşmaya ilk davet ettiğinde, gerçekten bir ürün olduğu için doğru olup olmadığından emin değildik ve Instructable'ımızın bir infomercial gibi görüneceğinden endişeliydik. Ama bunu yapmaya karar verdik çünkü MudWatt sonuçta bir DIY MFC kiti olarak tasarlandı. İnsanlar ürünlerimizi satın aldığında elbette heyecanlanırken, insanlara kendi yaratımlarını ve deneyimlerini sürdürmeleri için ilham verdiğimizde de çok heyecanlanıyoruz. Birçok kişi, kullanıma hazır parçaları kullanarak kendi MFC'lerini oluşturmak için daha fazla bilgi istedi. Bunu yapmak tamamen mümkündür ve aşağıda bunun için kaynaklar sağladık. Ancak, kullanıma hazır bileşenlerle gerçek bir MFC yapmanın, bileşenlerimizi satın almaktan çok daha pahalı olduğunu gördük. MudWatt aslında kullanıma hazır bileşenleri kullanmaya başladı, ancak çok büyük miktarlarda malzeme sipariş ederek ve bunları kendimiz işleyerek fiyatı düşürmeyi başardık.

Geçmişte DIY MFC'ler hakkında birkaç gönderi gördük, ancak bu projelerin metal ağların, metal fırçaların, bakır tellerin ve zorlu toprak ortamlarında paslanan diğer malzemelerin kullanımını içerdiğini gördük. Bu aşındırıcı malzemeleri kullanmak, MFC yerine korozyon pili yaptığınız anlamına gelir. Bu korozyon genellikle elektrot malzemesi ile tel arasındaki bağlantıda meydana gelir. Bu bağlantı epoksi ile kapatılabilir, ancak pratikte bunu yapmak çok zordur, özellikle önemli bir güç üretmek istiyorsanız ihtiyacınız olan yüksek yüzey alanlı veya gözenekli elektrotlar kullanıyorsanız. İşin komik yanı, bu korozyonun aslında mikrobiyal aktiviteden geldiği kolaylıkla yanlış anlaşılabilecek önemli bir güç üretecek olmasıdır.

Kendi DIY MFC'nizi yapmak için aşındırıcı olmayan malzemeler bulabileceğiniz bazı yerler şunlardır:

Karbon elektrotları:

Titanyum Tel:

Şarj pompası çipi (bir LED/elektronik için güç için): S-882Z24-M5T1G

MudWatt'ı kendi araştırmanız için bir başlangıç noktası olarak kullanmanızı öneririz ve kullanıma hazır malzemeleri daha ucuz bir fiyata kullanarak gerçek bir MFC oluşturabilirseniz çok seviniriz. Mutlu deneyler!