როგორ გავაკეთოთ მიკრობული საწვავის უჯრედი (MFC) ტალახის გამოყენებით: 7 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

MudWatt მიკრობული საწვავის უჯრედი (მოსიყვარულეობით უწოდებენ "ჭუჭყიანი ბატარეა") არის მოწყობილობა, რომელიც იყენებს ბაქტერიას ტალახში ნაპოვნი ორგანული ნივთიერებების ელექტროენერგიად გარდაქმნისთვის. ეს ინსტრუქცია დაგეხმარებათ თქვენი მიკრობული საწვავის უჯრედის დამზადებაში ნებისმიერი MudWatt Science Kit– ის გამოყენებით

MudWatt– ის შესაქმნელად დაგჭირდებათ:

• MudWatt Classic, MudWatt Science Fair Pack, ან MudWatt საკლასო პაკეტი
• ტალახი
• ნებისმიერი კონტეინერი (თუ იყენებთ სხვა გემს)

როგორ მუშაობს MudWatt: MudWatt არის სახალისო და საგანმანათლებლო სამეცნიერო ნაკრები, რომელიც იყენებს მიკროორგანიზმებს, რომლებიც ბუნებრივად გვხვდება ნიადაგში ელექტროენერგიის გამომუშავებისთვის. მიუხედავად იმისა, რომ შეუიარაღებელი თვალით უხილავია, ეს მიკრობები, რომელთა სხეული ადამიანის თმის სისქის მეათედია, ცხოვრობს პრაქტიკულად მთელ ნიადაგსა და ნალექზე პლანეტაზე. მიკრობების ამ მრავალფეროვან საზოგადოებას შორის არის განსაკუთრებული სახეობები, რომლებსაც აქვთ უნიკალური უნარი გაათავისუფლონ ელექტრონები მათი სხეულის გარეთ, როგორც სუნთქვის პროცესის ნაწილი.

MudWatt იყენებს ამ შესანიშნავ უნარს ამ ტალახზე დაფუძნებული მიკრობების მიწოდებით ორი გამტარი გრაფიტის დისკით, რომელსაც ეწოდება ანოდი და კათოდი. ანოდი მოთავსებულია ტალახის შიგნით, სადაც შეიძლება გაიზარდოს ელექტროგენური მიკრობები, ხოლო კათოდი მოთავსებულია ზემოდან და ავლენს მას ჟანგბადს ჰაერში (იხ. MudWatt დიაგრამა ქვემოთ).

ნაბიჯი 1: ტალახის დამზადება

ჩაიცვი ხელთათმანები და იპოვე 3-4 მუჭა ნიადაგი ან ჭაობის გუგა-რაც უფრო სურნელოვანია მით უკეთესი! დარწმუნდით, რომ თქვენი ნიადაგი გაჯერებულია, მაგრამ არა წვნიანი, წყლის დამატებით ან ჩამოსხმით. სურვილისამებრ: დაამატეთ დამატებით ნუტრიენტები თქვენს ნიადაგს, როგორიცაა MudWatt შეფუთვა, გახეხილი ქაღალდის პროდუქტები ან საკვები თქვენი მაცივრიდან.

ძირითადი შენიშვნები: მოერიდეთ ნიადაგის გამოყენებას პატარა თეთრი ბურთულებით (პერლიტი), რომელიც აერასებს ნიადაგს. MudWatt- ის ბაქტერიები არიან ანაერობები, რომლებსაც ჟანგბადის გარეშე ჭირდებათ გარემო ჯანსაღი თემების ასაშენებლად.

ნაბიჯი 2: ელექტროდების დამზადება

მოხარეთ ორივე მავთული 90 ° იქ, სადაც მთავრდება პლასტმასის გარსი. გაასწორეთ მავთულის შიშველი ბოლო. მწვანე მავთული გამოყენებული იქნება ანოდის დასამზადებლად, ხოლო ნარინჯისფერი მავთული გამოყენებული იქნება კათოდის დასამზადებლად. ანოდის (მწვანე) მავთულის შიშველი ბოლო ჩადეთ თხელი თექის დისკის გვერდით, ხელთათმანების ტარებისას. შეეცადეთ მავთული არ დატოვოთ თექიდან. გაიმეორეთ ეს ნაბიჯი კათოდური (ნარინჯისფერი) მავთულით და სქელი თექის დისკით.

ნაბიჯი 3: შეკრება

ჩაალაგე ტალახის თანაბარი ფენა კონტეინერის ფსკერზე, მინიმუმ 1 სმ სიღრმეზე. მოათავსეთ ანოდი (მწვანე), რომელიც მე –3 საფეხურზე ააგეთ, ტალახის თავზე, მტკიცედ დაჭერით იგი ჰაერის ბუშტუკების გასაქრობად. შეავსეთ თქვენი კონტეინერი მეტი ტალახით, მინიმუმ 5 სმ სიღრმეზე, მტკიცედ დააჭირეთ ქვემოთ ჰაერის ბუშტუკების გასასვლელად. დატოვეთ თქვენი ტალახი რამდენიმე წუთის განმავლობაში და გადაწურეთ ზედმეტი სითხე. და ბოლოს, მოათავსეთ კათოდი (ფორთოხალი) ნაზად ტალახის თავზე. ნუ დაფარავთ კათოდს ტალახით.

ნაბიჯი 4: ლიდირება (MudWatt ნაკრებებისთვის, რომლებიც მოყვება გემებს)

თუ თქვენი ნაკრები მოყვება MudWatt გემს:

ამოიღეთ ხელთათმანები და მიამაგრეთ ჰაკერის დაფა სახურავის ჩაღრმავებაზე. გაიარეთ ელექტროდის მავთულები სახურავზე. ნახევარწრიული ჩაღრმავების პირისპირ, კათოდი (ნარინჯისფერი) უნდა იყოს მარცხნივ და ანოდი (მწვანე) მარჯვნივ. ახლა დააფარეთ თავსახური ქილაზე, რომ დაიჭიროს.

ნაბიჯი 5: მიკროსქემის დახურვა

1. მოხარეთ და დააკავშირეთ კათოდური მავთული (ნარინჯისფერი) ‘+’-თან და ანოდის მავთული (მწვანე) ‘-’ ჰაკერულ დაფაზე.

2. შეაერთეთ ლურჯი (10μF) კონდენსატორის გრძელი ბოლო 1 პინზე და მისი მოკლე ბოლო პინ 2 -ზე. შეიძლება დაგჭირდეთ მავთულის მოხრა ისე, რომ ისინი მაგრად მოერგოს.

3. შეაერთეთ LED- ის გრძელი ბოლო 5 pin- თან და მისი მოკლე ბოლო 6 pin- თან.

Ის არის! თქვენ უნდა დაიწყოთ შუქნიშნის მოციმციმე რამდენიმე დღის შემდეგ, მას შემდეგ რაც თქვენს MudWatt– მა შექმნა მიკრობების ჯანსაღი საზოგადოება!

რას აკეთებს ეს კომპონენტები?

ჰაკერების დაფა: ჰაკერების საბჭო იღებს დაბალ ძაბვას და დაბალ დენს, რომელიც მოდის MudWatt– იდან და გარდაიქმნება უფრო მაღალი ძაბვის და უფრო მაღალი დენის მოკლე აფეთქებებად.

კონდენსატორი: კონდენსატორი არის ენერგიის შემნახველი პატარა კომპონენტი. მას შეუძლია ენერგიის დაგროვება MudWatt– დან ენერგიის მოყვანისას, შემდეგ კი ენერგიის სწრაფად განმუხტვა, რათა აანთოს LED.

LED: სინათლის გამომტანი დიოდი (LED) იღებს კონდენსატორის მიერ განმუხტულ ელექტრონებს და გარდაქმნის ამ ელექტრონების ენერგიას სინათლის ენერგიად.

ნაბიჯი 6: მიკრობების გაზომვა და ენერგიის გამომუშავება

ჩამოტვირთეთ MudWatt Explorer აპლიკაცია App Store– ში ან Google Play– ში. თქვენ მას გამოიყენებთ თქვენი MudWatt მონაცემების გასაზომად, ჩაწერასა და გასაანალიზებლად რამდენიმე მომდევნო საფეხურზე!

ნაბიჯი 1: მზად, მიზანი… გაზომეთ!

მას შემდეგ რაც თქვენი MudWatt- ის მოციმციმე აციმციმდება, გახსენით MudWatt Explorer აპლიკაცია და შეარჩიეთ ღონისძიება მთავარი მენიუდან. დაალაგეთ მოციმციმე სამიზნეში თქვენს ეკრანზე და აპლიკაცია ავტომატურად გაზომავს თქვენს ენერგიას და ელექტრო ბაქტერიების თქვენს პოპულაციას!

ნაბიჯი 2: ჩაწერეთ და გაანალიზეთ მრავალი გაზომვა

ჩაწერეთ რამდენიმე გაზომვა გაზომვის ეკრანზე ჩანაწერის ღილაკის გამოყენებით და გადადით აპლიკაციის ანალიზის განყოფილებაში, რომ ნახოთ როგორ მუშაობს თქვენი MudWatt დროთა განმავლობაში!

ნაბიჯი 3: აღმოაჩინეთ დამალული სამყარო

გამოიყენეთ თქვენი ძალაუფლების კითხვა, რათა გახსნათ მხიარული და საგანმანათლებლო კომიქსის თავები შევის, ელექტრო მიკრობის შემდეგ. აღმოაჩინეთ მიკრობების მაგია, როდესაც შევი იკვლევს ამ რთულ, ტალახიან სამყაროს.

ნაბიჯი 7: დახურვის შენიშვნა და წვრილმანი რესურსები

დიდი მადლობა ყველას, ვინც კომენტარი გააკეთა ჩვენს პოსტზე! როდესაც Instructables– მა პირველად დაგვპატიჟა MudWatt– ის შესახებ გამოსაქვეყნებლად, ჩვენ არ ვიყავით დარწმუნებული, იყო თუ არა ეს შესაფერისი, რადგან ის ნამდვილად პროდუქტია და ჩვენ ვდარდებოდით, რომ ჩვენი Instructable დასრულდება infomercial– ის მსგავსი. ჩვენ გადავწყვიტეთ ამის გაკეთება, რადგან MudWatt შექმნილია იმისთვის, რომ იყოს DIY MFC ნაკრები. მიუხედავად იმისა, რომ ჩვენ, რა თქმა უნდა, აღფრთოვანებული ვართ, როდესაც ადამიანები ყიდულობენ ჩვენს პროდუქტებს, ჩვენ ასევე ძალიან აღფრთოვანებული ვართ, როდესაც ადამიანებს ვაძლევთ შთაგონებას, რომ განახორციელონ საკუთარი შემოქმედება და ექსპერიმენტები. ბევრმა ადამიანმა მოითხოვა მეტი ინფორმაცია საკუთარი MFC– ის შესაქმნელად ნაწილების გამოყენებით. ამის გაკეთება სავსებით შესაძლებელია და ჩვენ ამისთვის გვაქვს რესურსები ქვემოთ. თუმცა, ჩვენ აღმოვაჩინეთ, რომ ნამდვილი MFC- ის დამზადება შელფზე კომპონენტებით ბევრად უფრო ძვირია, ვიდრე ჩვენი კომპონენტების შეძენა. MudWatt– მა ფაქტობრივად დაიწყო შელფზე კომპონენტების გამოყენება, მაგრამ ჩვენ შევძელით ფასის შემცირება მასალის დიდი რაოდენობით შეკვეთისა და მათი დამუშავების გზით.

ჩვენ წარსულში ვნახეთ რამოდენიმე პოსტი DIY MFC– ების შესახებ, მაგრამ აღმოვაჩინეთ, რომ ეს პროექტები მოიცავს ლითონის ბადეების, ლითონის ჯაგრისების, სპილენძის მავთულის და სხვა მასალების გამოყენებას, რომლებიც კოროზირებულია ნიადაგის მკაცრ გარემოში. ამ კოროზიული მასალების გამოყენება ნიშნავს, რომ თქვენ აკეთებთ კოროზიის ბატარეას MFC- ის ნაცვლად. ეს კოროზია ხშირად ხდება ელექტროდის მასალასა და მავთულს შორის შეერთების ადგილას. ეს კავშირი შეიძლება დალუქული იყოს ეპოქსიდურით, მაგრამ ამის გაკეთება ძალიან რთულია პრაქტიკაში, განსაკუთრებით იმ შემთხვევაში, თუ თქვენ იყენებთ მაღალი ზედაპირის ან ფოროვან ელექტროდებს, რაც დაგჭირდებათ, თუ გსურთ რაიმე მნიშვნელოვანი ენერგიის გამომუშავება. სასაცილო ის არის, რომ ეს კოროზია რეალურად გამოიმუშავებს რაიმე მნიშვნელოვან ძალას, რომელიც შეიძლება ძალიან ადვილად ცდებოდეს მიკრობული მოქმედების გამო.

საკუთარი ხელით MFC– ის შესაქმნელად, აქ არის რამდენიმე ადგილი, სადაც შეგიძლიათ იპოვოთ არაკოროზიული მასალები:

ნახშირბადის ელექტროდები:

ტიტანის მავთული:

დატენვის ტუმბოს ჩიპი (LED და ელექტრონიკა): S-882Z24-M5T1G

ჩვენ გირჩევთ გამოიყენოთ MudWatt, როგორც საკუთარი კვლევის დაწყების წერტილი და ჩვენ გაგვახარებს, თუ თქვენ შეძლებთ შექმნათ ნამდვილი MFC თაროზე გადადებული მასალების გამოყენებით უფრო იაფ ფასად. ბედნიერი ექსპერიმენტი!