สารบัญ:
2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-13 06:58
เซลล์เชื้อเพลิงจุลินทรีย์ MudWatt (หรือที่เรียกว่า "แบตเตอรี่สกปรก") เป็นอุปกรณ์ที่ใช้แบคทีเรียในการแปลงสารอินทรีย์ที่พบในโคลนให้เป็นไฟฟ้า คำแนะนำนี้จะแนะนำคุณเกี่ยวกับการสร้างเซลล์เชื้อเพลิงจุลินทรีย์ของคุณเองโดยใช้ชุดวิทยาศาสตร์ MudWatt
ในการสร้าง MudWatt คุณจะต้อง:
- MudWatt Classic, MudWatt Science Fair Pack หรือ MudWatt Classroom Pack
- โคลน
- ภาชนะใดก็ได้ (หากคุณใช้ภาชนะอื่น)
วิธีการทำงานของ MudWatt: MudWatt เป็นชุดวิทยาศาสตร์ที่สนุกและให้ความรู้ซึ่งใช้จุลินทรีย์ที่พบในดินเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า แม้ว่าจะมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า จุลินทรีย์เหล่านี้ซึ่งมีร่างกายหนาหนึ่งในสิบของเส้นผมมนุษย์ อาศัยอยู่ทั่วแทบทุกดินและตะกอนบนโลกใบนี้ ในบรรดาชุมชนจุลินทรีย์ที่หลากหลายเหล่านี้เป็นสปีชีส์เฉพาะที่มีความสามารถพิเศษในการปล่อยอิเล็กตรอนนอกร่างกายซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการหายใจ
MudWatt ควบคุมความสามารถอันน่าทึ่งนี้ด้วยการจัดหาแผ่นกราไฟท์ที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าสองแผ่นให้กับจุลินทรีย์ที่เป็นโคลนเหล่านี้ ซึ่งเรียกว่าแอโนดและแคโทด แอโนดถูกวางไว้ในโคลนซึ่งจุลินทรีย์อิเล็กโทรเจนิกสามารถเติบโตได้ ในขณะที่แคโทดวางอยู่ด้านบนเพื่อให้ออกซิเจนในอากาศ (ดูแผนภาพ MudWatt ด้านล่าง)
ขั้นตอนที่ 1: ทำโคลน
ใส่ถุงมือแล้วหาดินหรือสารที่หนาในหนอง 3-4 กำมือ ยิ่งมีกลิ่นยิ่งดี! ตรวจสอบให้แน่ใจว่าดินของคุณอิ่มตัวแต่ไม่เปียกโดยการเติมหรือเทน้ำ ทางเลือก: เพิ่มสารอาหารเพิ่มเติมในดินของคุณ เช่น บรรจุภัณฑ์ MudWatt ผลิตภัณฑ์กระดาษฝอย หรืออาหารจากตู้เย็นของคุณ
หมายเหตุสำคัญ: หลีกเลี่ยงการใช้ดินที่มีลูกสีขาวเล็กน้อย (เพอร์ไลต์) ซึ่งทำให้ดินผึ่งลม แบคทีเรียที่ให้พลังงานแก่ MudWatt เป็นชนิดไม่ใช้ออกซิเจนที่ต้องการสภาพแวดล้อมที่ปราศจากออกซิเจนเพื่อสร้างชุมชนที่มีสุขภาพดี
ขั้นตอนที่ 2: การสร้างอิเล็กโทรด
งอสายไฟทั้งสองข้าง 90° โดยที่ปลอกพลาสติกปิดอยู่ ดึงปลายสายเปลือยออก ลวดสีเขียวจะใช้ทำแอโนด และลวดสีส้มจะใช้ทำแคโทด ใส่ปลายสายเปลือยของสายแอโนด (สีเขียว) เข้าที่ด้านข้างของแผ่นสักหลาดแบบบางขณะสวมถุงมือที่จัดมาให้ พยายามไม่ให้ลวดหลุดออกจากผ้าสักหลาด ทำซ้ำขั้นตอนนี้ด้วยลวดแคโทด (สีส้ม) และแผ่นสักหลาดหนา
ขั้นตอนที่ 3: การประกอบ
วางชั้นโคลนที่ก้นภาชนะของคุณให้ลึกอย่างน้อย 1 ซม. วางแอโนด (สีเขียว) ที่คุณสร้างในขั้นตอนที่ 3 ลงบนโคลน กดลงให้แน่นเพื่อบีบฟองอากาศ เติมโคลนลงในภาชนะของคุณ ลึกอย่างน้อย 5 ซม. กดลงให้แน่นเพื่อบีบฟองอากาศ ปล่อยให้โคลนของคุณพักสักครู่แล้วระบายของเหลวส่วนเกินออก สุดท้าย วางแคโทด (สีส้ม) ลงบนโคลนเบาๆ อย่าปิดแคโทดด้วยโคลน
ขั้นตอนที่ 4: การปิดฝา (สำหรับชุดอุปกรณ์ MudWatt ที่มาพร้อมกับเรือ)
หากชุดอุปกรณ์ของคุณมาพร้อมกับ MudWatt Vessel:
ถอดถุงมือและติด Hacker Board เข้าไปในช่องที่ฝา สอดสายอิเล็กโทรดผ่านฝา แคโทด (สีส้ม) ควรอยู่ทางซ้ายและแอโนด (สีเขียว) ทางด้านขวา ตอนนี้กดฝาลงบนโถเพื่อล็อคเข้าที่
ขั้นตอนที่ 5: การปิดวงจร
1. งอและเชื่อมต่อสายแคโทด (สีส้ม) กับ '+' และสายแอโนด (สีเขียว) กับ '-' บน Hacker Board
2. เชื่อมต่อปลายด้านยาวของตัวเก็บประจุสีน้ำเงิน (10μF) เข้ากับพิน 1 และปลายด้านสั้นเข้ากับพิน 2 คุณอาจต้องดัดสายไฟเพื่อให้เข้าที่พอดี
3. เชื่อมต่อปลายด้านยาวของ LED เข้ากับพิน 5 และปลายด้านสั้นไปที่พิน 6
แค่นั้นแหละ! คุณควรเริ่มเห็นไฟ LED กะพริบหลังจากผ่านไปสองสามวัน เมื่อ MudWatt ของคุณพัฒนาชุมชนจุลินทรีย์ที่มีสุขภาพดี!
ส่วนประกอบเหล่านี้ทำอะไร?
Hacker Board: Hacker Board ใช้แรงดันไฟต่ำและกระแสไฟต่ำที่มาจาก MudWatt และแปลงเป็นแรงดันไฟที่สูงกว่าและกระแสไฟที่สูงกว่า
ตัวเก็บประจุ: ตัวเก็บประจุเป็นส่วนประกอบที่เก็บพลังงานเพียงเล็กน้อย สามารถสร้างพลังงานขึ้นมาได้เมื่อมีพลังงานเข้ามาจาก MudWatt แล้วปล่อยพลังงานนั้นออกมาอย่างรวดเร็วเพื่อให้ไฟ LED กะพริบ
LED: Light Emitting Diode (LED) นำอิเล็กตรอนที่ตัวเก็บประจุปล่อยออกมา และแปลงพลังงานของอิเล็กตรอนเหล่านั้นให้เป็นพลังงานแสง
ขั้นตอนที่ 6: การวัดจุลินทรีย์และกำลังขับ
ดาวน์โหลดแอป MudWatt Explorer บน App Store หรือ Google Play คุณจะใช้มันเพื่อวัด บันทึก และวิเคราะห์ข้อมูล MudWatt ของคุณในขั้นตอนต่อไป!
ขั้นตอนที่ 1: พร้อม ตั้งเป้า…วัด!
เมื่อไฟกะพริบของ MudWatt กะพริบ ให้เปิดแอป MudWatt Explorer แล้วเลือกวัดจากเมนูหลัก จัดเรียงไฟกระพริบในเป้าหมายบนหน้าจอของคุณและแอพจะวัดกำลังและจำนวนแบคทีเรียไฟฟ้าของคุณโดยอัตโนมัติ!
ขั้นตอนที่ 2: บันทึกและวิเคราะห์การวัดหลายรายการ
บันทึกการวัดหลายรายการโดยใช้ปุ่มบันทึกบนหน้าจอการวัด และไปที่ส่วนวิเคราะห์ของแอพเพื่อดูว่า MudWatt ของคุณทำงานอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไป!
ขั้นตอนที่ 3: ค้นพบโลกที่ซ่อนอยู่
ใช้การอ่านค่าพลังของคุณเพื่อปลดล็อกตอนต่างๆ ของการ์ตูนแสนสนุกและให้ความรู้เกี่ยวกับ Shewy, the Electric Microbe ค้นพบความมหัศจรรย์ของจุลินทรีย์ในขณะที่ Shewy สำรวจโลกที่ซับซ้อนและเต็มไปด้วยโคลนแห่งนี้
ขั้นตอนที่ 7: บันทึกย่อและแหล่งข้อมูล DIY
ขอบคุณมากสำหรับทุกคนที่แสดงความคิดเห็นในโพสต์ของเรา! เมื่อ Instructables เชิญเราให้โพสต์เกี่ยวกับ MudWatt เป็นครั้งแรก เราไม่แน่ใจว่ามันเหมาะสมหรือไม่ เนื่องจากเป็นผลิตภัณฑ์จริงๆ และเรากังวลว่า Instructable ของเราจะจบลงเหมือนโฆษณาเชิงพาณิชย์ แต่เราตัดสินใจที่จะทำเพราะว่า MudWatt ได้รับการออกแบบให้เป็นชุด DIY MFC หลังจากทั้งหมด แม้ว่าเราจะรู้สึกตื่นเต้นเมื่อมีคนซื้อผลิตภัณฑ์ของเรา แต่เรารู้สึกตื่นเต้นมากเมื่อเราสร้างแรงบันดาลใจให้ผู้คนไล่ตามการสร้างสรรค์และการทดลองของตนเอง หลายคนขอข้อมูลเพิ่มเติมสำหรับการสร้าง MFC ของตนเองโดยใช้ชิ้นส่วนที่หาซื้อได้ทั่วไป ซึ่งสามารถทำได้อย่างสมบูรณ์ และเราได้จัดเตรียมแหล่งข้อมูลไว้ด้านล่าง อย่างไรก็ตาม เราพบว่าการสร้าง MFC ที่แท้จริงด้วยส่วนประกอบที่ไม่มีวางจำหน่ายทั่วไปนั้นมีราคาแพงกว่าการซื้อส่วนประกอบของเราอย่างมาก ที่จริงแล้ว MudWatt เริ่มต้นจากการใช้ส่วนประกอบที่หาซื้อได้ทั่วไป แต่เราสามารถลดราคาได้ด้วยการสั่งซื้อวัสดุในปริมาณมาก และดำเนินการเอง
เราเคยเห็นโพสต์เกี่ยวกับ DIY MFC หลายครั้ง แต่เราพบว่าโครงการเหล่านี้รวมถึงการใช้ตาข่ายโลหะ แปรงโลหะ ลวดทองแดง และวัสดุอื่นๆ ที่กัดกร่อนในสภาพแวดล้อมดินที่รุนแรง การใช้วัสดุที่กัดกร่อนเหล่านี้หมายความว่าคุณกำลังสร้างแบตเตอรี่ที่มีการกัดกร่อนแทน MFC การกัดกร่อนนั้นมักเกิดขึ้นที่จุดเชื่อมต่อระหว่างวัสดุอิเล็กโทรดกับลวด ชุมทางนี้สามารถปิดผนึกด้วยอีพ็อกซี่ได้ แต่ในทางปฏิบัติเป็นเรื่องยากมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากคุณใช้อิเล็กโทรดที่มีพื้นที่ผิวสูงหรืออิเล็กโทรดที่มีรูพรุน ซึ่งคุณจะต้องใช้หากต้องการผลิตกำลังที่มีนัยสำคัญ สิ่งที่ตลกคือการกัดกร่อนนี้จะทำให้เกิดพลังงานที่สำคัญ ซึ่งสามารถเข้าใจผิดได้ง่ายมากว่ามาจากกิจกรรมของจุลินทรีย์
สำหรับการทำ DIY MFC ของคุณเอง คุณสามารถหาวัสดุที่ไม่กัดกร่อนได้ดังต่อไปนี้:
อิเล็กโทรดคาร์บอน
ลวดไทเทเนียม:
ชิปปั๊มชาร์จ (สำหรับจ่ายไฟให้ LED/อิเล็กทรอนิกส์): S-882Z24-M5T1G
เราขอแนะนำให้คุณใช้ MudWatt เป็นจุดเริ่มต้นสำหรับการวิจัยของคุณเอง และเราคงจะตื่นเต้นมากหากคุณสามารถสร้าง MFC ที่แท้จริงโดยใช้วัสดุที่หาซื้อได้ทั่วไปในราคาที่ถูกกว่า มีความสุขในการทดลอง!