logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Uzyskiwanie elektryczności z bakterii w błocie

ghost666 17 Paź 2015 01:56 7092 16
  • Uzyskiwanie elektryczności z bakterii w błocie
    MudWatt to ogniwo - bateria - wykorzystująca do swojego działania baterie, które przerabiają materiał organiczny w glebie/błocie na prąd elektryczny. Poniższy opis przeprowadzi krok po roku, przez etapy montowania tego rodzaju ogniwa wykorzystując zestaw MudWatt Science Kit.

    Aby złożyć takie urządzenie w domu potrzebujemy:

    * Zestaw: MudWatt Core, Classic, DeepDig, Science Fair Pack lub Classroom Pack.
    * Błoto
    * Dowolny pojemnik (jeśli korzystamy z zestawu MudWatt Core)


    Jak działa system MudWatt

    MudWatt to zestaw naukowy, który pozwala na wykorzystanie mikroorganizmów występujących w ziemi do generowania elektryczności. Jakkolwiek niewidzialne gołym okiem, organizmy te występują w zasadzie w każdej glebie na całej planecie. Pomiędzy wszystkimi tymi organizmami część z nich ma możliwość generacji prądu elektrycznego, ponieważ podczas oddychania uwalniają one na zewnątrz swoich komórek wolne elektrony.

    Uzyskiwanie elektryczności z bakterii w błocie


    System MudWatt pozwala na wykorzystanie energie elektrycznej generowanej przez te mikroby z pomocą dwóch, grafitowych dysków - elektrod: anody i katody. Anodę umieszcza się w błocie, gdzie żyją elektrogeniczne mikroby, a katodę na powierzchni błota, gdzie wystawiona jest na działanie tlenu. Dokładnie widać to na diagramie poniżej:

    Uzyskiwanie elektryczności z bakterii w błocie Uzyskiwanie elektryczności z bakterii w błocie


    Krok 1: Robimy błoto

    Zakładamy rękawiczki i nakładamy 3..4 garści błota lub gleby - im bardziej śmierdzące, tym lepiej. Trzeba nadać błotu odpowiednią konsystencję - powinno być nasycone wodą, ale nie być zbyt rzadkie lub ociekać wodą. Można dodać do mieszanki pożywki dla mikrobów: opakowanie od zestawy MudWatt, papier czy po prostu resztki jedzenia.

    Uwaga: unikajcie wykorzystywania gleby, w której odnajdujemy niewielkie białe kuleczki - to perlit. Natlenia on glebę, a baterie generujące elektryczność w naszym zestawie to anaeroby i nie tolerują tlenu w swoim otoczeniu.

    Uzyskiwanie elektryczności z bakterii w błocie


    Krok 2: Elektrody

    Wyginamy oba druciki o 90° w miejscu, gdzie kończy się plastikowa tulejka. Prostujemy odkryte końcówki drucika. Zielony drucik wykorzystamy do zrobienia anody, a pomarańczowy do katody. Mając na sobie rękawiczki wtykamy przygotowany fragment zagiętego drucika do filcowego dysku - elektrody - załączonego do zestawu. Postaraj się, aby drucik nie wypadł z dysku i powtórz całą operację z katodą i pomarańczowym drucikiem.

    Uzyskiwanie elektryczności z bakterii w błocie


    Krok 3: Montaż

    Umieść w obudowie warstwę błota grubą na co najmniej 1 cm. Na tej warstwie układamy anodę złożoną w poprzednim kroku. Na anodzie umieszczamy warstwę błota, dobrze ją dociskając, aby nie było w warstwie bąbelków powietrza. Warstwa 5 cm błota na anodzie powinna wystarczyć. Na jej powierzchni umieszczamy katodę także ją dociskając. Na powierzchni górnej elektrody nie umieszczamy już kolejnej warstwy błota.

    Uzyskiwanie elektryczności z bakterii w błocie


    Krok 4: Pokrywka (w zestawach MudWatt, które przychodzą z pojemnikiem w komplecie)

    Jeśli Twój zestaw MudWatt wyposażony był w pojemnik z pokrywką to umieszczamy w niej płytkę drukowaną z wyprowadzeniami w zagłębieniu w pokrywie i przekładamy kabelki przez dedykowany otwór. Podłączamy do płytki kabelki: katodę (pomarańczowy kabelek) po lewej i anodę (zielony kabelek) po prawej. Następnie zamykamy pokrywą pojemnik.

    Uzyskiwanie elektryczności z bakterii w błocie


    Kro 5: Zamykanie obwodu

    Uzyskiwanie elektryczności z bakterii w błocie


    1. Podłączamy katodę do + i anodę do - płytki drukowanej dołączonej do zestawu.
    2. Dłuższą nóżkę kondensatora 10 ?F podłączamy do pinu 1, a krótszą do pinu 2. Może konieczne być wygięci wyprowadzeń, aby wszystko pasowało.
    3. Podłączamy diodę LED - długi pin do 5, a krótki do 6.

    I już! gdy w ogniwie błotnym rozwinie się odpowiednia kolonia mikrobów (zajmie to kilka dni) dioda LED zacznie mrugać. Co robią poszczególne elementy?

    Uzyskiwanie elektryczności z bakterii w błocie


    Płyta z wyprowadzeniami: Zajmuje się zbieraniem sygnału elektrycznego baterii - niskie napięcie i niski prąd - i konwertuje go do krótkich impulsów wyższego napięcia o większym prądzie.

    Uzyskiwanie elektryczności z bakterii w błocie


    Kondensor: Przechowuje energię zebraną z mikrobów, która następnie rozładowywana jest w postaci błysku LEDa.

    Uzyskiwanie elektryczności z bakterii w błocie


    dioda LED: Dioda ta rozładowuje kondensator błyskając światłem.

    Krok 6: Pomiar pracy mikrobów i energii wyjściowej

    Uzyskiwanie elektryczności z bakterii w błocie


    Pobierz Aplikację MudWatt Explorer App z App Store lub Google Play. Wykorzystaj ją do pomiaru i analizy pracy ogniwa w kilku prostych krokach:

    1: Wyceluj i mierz
    Gdy dioda LED mruga, można mierzyć częstotliwość jej mrugania poprzez telefon z aplikacją MudWatt. Pozwoli to na oszacowanie populacji baterii i mocy wyjściowej układu.
    2: Nagrywaj i analizuj różne pomiary
    Aplikacja pozwala na nagrywanie wielu pomiarów i ich analizę, co pozwala na porównywanie pomiędzy sobą poszczególnych zestawów danych.

    Źródło: http://www.instructables.com/id/How-to-Make-a-Microbial-Fuel-Cell-MFC-Using-Mud/?ALLSTEPS

    Fajne? Ranking DIY
    O autorze
    ghost666
    Tłumacz Redaktor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    https://twitter.com/Moonstreet_Labs
    ghost666 napisał 11960 postów o ocenie 10197, pomógł 157 razy. Mieszka w mieście Warszawa. Jest z nami od 2003 roku.
  • #2 15073552
    ziomus90210
    Poziom 35  
    Czekam na zestaw : Arduino, zestaw kabli, wyświetlacz i cytryna. By pokazać "Uzyskiwanie energii z cytryny" Ło matko.........
  • #3 15073779
    deus.ex.machina
    Poziom 32  
    ziomus90210 napisał:
    Czekam na zestaw : Arduino, zestaw kabli, wyświetlacz i cytryna. By pokazać "Uzyskiwanie energii z cytryny" Ło matko.........


    Jeśli dobrze rozumiem to obie elektrody są z tego samego materiału a wiec nie można zreplikować tego przy użyciu cytryny (elektrolitu).
    Co do reszty - pełna zgoda - Arduino jest już wszędzie ale lepiej ze jest jak jest...
  • #4 15073941
    Freddy
    Poziom 43  
    deus.ex.machina napisał:
    Arduino jest już wszędzie ale lepiej ze jest jak jest...
    Tak, a potem ludzie nie potrafią już sami nic zrobić i do migającej diody potrzebują Arduino - bezsens.
  • #6 15073999
    Freddy
    Poziom 43  
    _jta_ napisał:
    A może zamiast grafitu lepiej byłoby użyć węgla, takiego do rysowania,
    Czyli grafitu :).
  • #7 15074089
    ziomus90210
    Poziom 35  
    deus.ex.machina napisał:
    ziomus90210 napisał:
    Czekam na zestaw : Arduino, zestaw kabli, wyświetlacz i cytryna. By pokazać "Uzyskiwanie energii z cytryny" Ło matko.........


    Jeśli dobrze rozumiem to obie elektrody są z tego samego materiału a wiec nie można zreplikować tego przy użyciu cytryny (elektrolitu).
    Co do reszty - pełna zgoda - Arduino jest już wszędzie ale lepiej ze jest jak jest...


    No dobrze do zestawu dołączyć trzeba dwie specjalne elektrody. Najlepiej z bardzo drogich metali ziem rzadkich :)
  • #9 15074593
    Freddy
    Poziom 43  
    Wiem, choć tak na prawdę też węgiel, a konkretnie jego odmiana alotropowa.
    W tym wypadku grafitowe elektrody są lepsze.
  • #10 15074705
    _jta_
    Specjalista elektronik
    Węgiel drzewny jest porowaty i dużo lepiej przepuszcza powietrze, niż grafit.

    Ale chyba ta elektryczność z bakterii jest dość droga - sprawność bakterii beztlenowych jest niska, a pożywka trochę kosztuje. Może tańszy byłby chomik napędzający prądnicę? Jakkolwiek chomika trzeba żywić cały czas (i jeszcze dbać o niego, pilnować), a bakterie poradzą sobie same.
  • #11 15077888
    submariner
    Poziom 32  
    Może ktoś wykorzysta do tego celu jakiś teren błotny np przy oczyszczalni, na dnie pewno wystarczy rozłożyć tkaniny grafitowe oraz na powierzchni, taka wielka bateria na mega skalę.
    Nie każdy "węgiel" przewodzi prąd , drzewny na pewno nie ale koks owszem.
  • #12 15078906
    _jta_
    Specjalista elektronik
    Piszą, że jedno takie ogniwo daje do 100uW. Pytanie, jakie daje napięcie, bo na dużą skalę będą długie połączenia i spory spadek napięcia - a w terenie nie ma jak łączyć szeregowo.

    Mam wrażenie, że akurat węgiel drzewny przewodzi prąd, ale nie robiłem testów, ty jakieś robiłeś? Tkaniny grafitowe pewnie będą kosztować majątek, a energii z tego będzie niewiele.
  • #13 15079185
    submariner
    Poziom 32  
    Tak przy okazji wydruków w PA12, dodanie węgla(przewodzącej sadzy-ta z pieca nie przewodzi lub grafitu) do proszków tworzyw sztucznych nadaje im przewodnictwo ale też zdolność samoregulacji temperatury. Taki termostat w strukturze polimerów, polimery jak dostają temperaturę to cząsteczki węgla oddalają się bo polimer się rozszerza i rośnie rezystancja...
    Cena takiej energii to też pojęcie względne bo jak musisz ją doprowadzić instalacją to cena instalacji może przewyższyć koszty wytworzenia jej na miejscu, zdecydowanie najtańsza jest z elektrowni, ale czasem nawet ponad 90% jej straty uzasadniają doprowadzenie czy wygenerowanie do pewnych zastosowań, np bezprzewodowe zasilanie czujników na większe odległości...
  • #14 15081247
    _jta_
    Specjalista elektronik
    W dyskusji na stronie http://www.instructables.com/id/How-to-Make-a-Microbial-Fuel-Cell-MFC-Using-Mud/ podano zastosowanie, do którego to ma być opłacalne: zasilanie urządzenia umieszczonego pod wodą, gdzieś daleko na oceanie, któremu wystarcza bardzo mała moc (są takie, jakieś czujniki) - żeby wymienić baterię, trzeba tam popłynąć, a to kosztuje dużo drożej od samej baterii. Na tej stronie sugerują, że to może być głęboko pod wodą, na dnie oceanicznym - tu mam wątpliwości, bo do katody trzeba doprowadzić tlen, a do anody pożywkę dla bakterii (odpadki organiczne), czy głęboko w oceanie będzie dość tlenu i odpadków? Ale autor wypowiedzi podaje link do dalszej informacji, gdzie ponoć piszą dokładniej o takiej baterii na dnie oceanu: https://cdn.shopify.com/s/files/1/0598/6373/f.../Benthic_MFCs_for_Long_Term_Power_Sources.pdf
  • #15 15083401
    submariner
    Poziom 32  
    Myślę, że takie ogniwa powinny bazować na bakteriach - mitochondriach takich jak np SAR11
    bakterie te wykorzystują cykl powodujący utlenianie kwasu cytrynowego, który w połączeniu z tlenem zawartym w wodzie morskiej jest w stanie wygenerować jakiś mały prąd.
    SAR11 stanowi połowę masy biologicznej Ziemi więc jest wszędzie i wyjątkowo łatwo dostępny.
    Tyle, że skutecznymi elektrodami może okazać się jakiś kompozyt węgiel drzewny filtrujący te nano bakterie(są one 1000razy mniejsze od innych) i grafit przewodzący prąd.
  • #16 15089525
    Krzysztof Kamienski
    Poziom 43  
    ghost666 napisał:
    zagiętego drucika do filcowego dysku - elektrody - załączonego do zestawu.
    To gdzie w końcu ten grafit, skoro elektrody są filcowe ?? Czyli kupuje i płacę za to:
    1. Pomysł
    2. Pojemnik ( niekoniecznie, mogę mieć swój)
    3. Elektrody (anode i katode) z filcu, albo z grafitu (potrzebny własny), nie wiadomo z opisu.
    4. Błoto z bakteriami (muszę mieć swoje własne)
    5. Dwa kabelki w różnych kolorach.
    6. Przetwornica z LEDem
    7. Rękawiczki (dołączone do zestawu lub nie)

    Całość pewnie w cenie 99$ plus TAX & Shipping

    Przepraszam, proponuję przenieść do działu Hyde Park. :D
  • #17 15089556
    Freddy
    Poziom 43  
    Krzysztof Kamienski napisał:
    Całość pewnie w cenie 99$ plus TAX & Shipping

    Przepraszam, proponuję przenieść do działu Hyde Park.
    Ja natomiast proponuję, abyś wreszcie zaczął pisać swoje posty, (nie tylko ten!) na temat i pomocne, a nie po to aby nabijać sobie punkty.
    To jest DIY Zagranica. Skoro konstrukcja Ci się nie podoba, trudno.
REKLAMA