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Eine mikrobielle Brennstoffzelle (MFC) - Teil II

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Eine mikrobielle Brennstoffzelle (MFC) - Teil II

Diese anweisbare bietet detaillierte Anweisungen für den Bau Ihrer eigenen mikrobiellen Brennstoffzelle mit Jello, Salzwasser und Septic Tank Behandlung. Es basiert auf den Informationen, die in einer mikrobiellen Brennstoffzelle (MFC) - Teil 1 bereitgestellt werden

Dies ist eine echte Brennstoffzelle, in der sowohl das anaerobe als auch das Elektrolytmedium austauschbar sind und die Salzbrücke bei Bedarf bedient werden kann. Die Brennstoffzelle verbraucht organisches Material und produziert Elektrizität und Methan (oder besser Biogas enthalten CO2 und andere Gase). Diese werden in einem Methanspeicher für die Weiterverarbeitung erfasst .... Okay, es ist ein Ballon und ich habe keine Ahnung, was Sie mit dem Biogas machen sollten, außer vorsichtig zu sein und mit ihm zu experimentieren.

Wir verwenden ein traditionelles Zwei-Zellen-Design mit einer Gelatine / Salzbrücke. Am häufigsten wird Agar verwendet, aber wir werden versuchen, sowohl traditionelle unflareded Gelatine als auch hide Leim. Ja, Sie können tatsächlich verwenden Jello Marke aromatisiert Gelatine und ich wäre sehr daran interessiert, Ihre Ergebnisse.

Ich beabsichtige auch, mit gelatinösem Nährmedium in der Anodenkammer zu experimentieren. Es scheint mir eine Gel-basierte austauschbare Anode wäre eine signifikante Verbesserung für den Nutzen dieser Technologie.

Die Vorrichtung hat zwei relativ kleine Kammern (etwa 100 ml). In der Theorie der Mikrobe Populationsdichten sind in erster Linie eine Funktion von Nährstoffen und nicht Raum, und wir sollten in der Lage, (mehr oder weniger) die gleiche Ladung aus einer 100-ml-Zelle, wie wir es aus einer 1L-Zelle mit der gleichen Population.

Nun wollen wir einen Blick auf die Materialien, die wir verwenden werden.

Schritt 1: Stückliste

Eine mikrobielle Brennstoffzelle (MFC) - Teil II

Werkzeuge:

Bohren oder Bohren mit Bits
Lötkolben mit Lötmittel
Messbecher
Spieß (Holz oder Metall)

2 Ersatzbürsten
Ich habe diese von der Spezialhardwareabteilung bei ACE bekommen
2 1x1x1 PVC Zeitplan 40 T-Stück
3 1 "PVC-Plan 40 Verbindungsstück
1 1 "PVC-Zeitplan 40 Beleg-Kappe
2 1 "PVC-Zeitplan 40 Stecker
1 1x1 / 2 Schlupf gegen FPT Gewindeadapter
Titanium Angeln Blei
Klare Plastikfolie
Gummibänder
Salzbrücke Mittel

  • Knox Unflavored Gelatine
  • Kleber (pulverisiert nicht flüssig)
  • Agar

Haushalt Salz oder Lauge
Anaerobe Innoculent

  • Microbe-Lift Septic Tank Behandlung - As-Hardware

Stellen Sie sicher, Sie kaufen eine anaerobe Behandlung, gibt es eine Reihe von Behandlungen einschließlich
Rid-X, die nicht spezifisch anaerob sind. Ich habe nicht getestet und haben keine Ahnung, was Ergebnisse
Ihre Mikroben produzieren können

  • Abwasser primäre Abwässer
  • Fisch, der Fluss, Nebenfluss, See oder Strom sedimentiert
  • Vorbereitete Kultur wie E. Coli

Schritt 2: Erstellen Sie die Salzbrücke

Eine mikrobielle Brennstoffzelle (MFC) - Teil II

Eine mikrobielle Brennstoffzelle (MFC) - Teil II

Eine mikrobielle Brennstoffzelle (MFC) - Teil II

Eine mikrobielle Brennstoffzelle (MFC) - Teil II

Das Herz, sozusagen, eines Zwei-Kammer-MFC liegt in der Salzbrücke oder Membran, die die Zellen trennt. Agar wird am häufigsten verwendet, ist aber nicht unbedingt verfügbar. Jedoch da Agar eine Gelatine ist, dachte ich, daß herkömmliche unflareded Gelatine einen Ersatz bilden könnte.

Dieses ist meine wenige Lieblingskomponente in diesem Entwurf, obgleich ich seine Neuheit mag. Ich möchte wirklich etwas an den Enden haben, um mechanische Stabilität zu bieten.

Um die Salzbrücke zu schaffen, verwenden wir Knox Unflavored Gelatine anstelle der häufiger Agar. Ich habe einige Vorbehalte gegenüber der Stabilität dieser Innovation. Meine nächste Runde konzentriert sich auf die Verwendung von Leim (trocken nicht flüssig) als Bindemittel. Dies wird den Brückenprozeß nicht wesentlich verändern.

Starten Sie etwas Wasser zu kochen, brauchen Sie nicht und tatsächlich nicht mehr als ein paar Esslöffel verwenden.

Nehmen Sie einen der Kupplungssektionen. Legen Sie die Plastikfolie fest über ein Ende und sichern Sie mit einem Gummiband, um eine dichte Dichtung zu bilden. Setzen Sie den Kuppler oben in eine Schüssel.

Nehmen Sie ein Paket von Knox unflavored Gelatine und gießen Sie es in die Kupplung. Füllen Sie den Rest des Weges mit Salz. Gießen Sie diese Mischung in eine trockene Messbecher und gießen Sie zurück in die Kupplung. Sie werden feststellen, dass die Besiedlung ein wenig mehr Raum verließ. Top mit Salz, gießen Sie zurück in den Messbecher und fügen Sie einen zusätzlichen Esslöffel. Mischen Sie die trockenen Zutaten gründlich und gießen Sie zurück in den aufrechten Kuppler.

Wenn das Wasser an einem starken Kochen ein wenig in den Messbecher gießen, und verwenden Sie diese, um die Salzbrücke vorsichtig zu füllen. Gießen Sie sorgfältig, so dass Sie nicht spülen Sie die Röhre, sondern großzügig. Die Mischung wird absetzen und ermöglichen es Ihnen, "top off" das Wasser, wird dies offenbaren Luftblasen gespült und zu beurteilen, wenn die Brücke voll ist. Sorgfältig Aufnehmen und Untersuchen der Unterseite kann auch dazu beitragen, dass die gesamte Säule gesättigt ist.

Lassen Sie für ein paar Minuten stehen und gießen Sie alle winzigen Stück stehendes Wasser auf der Oberseite. Dann legen Sie die Schüssel in den Kühlschrank für 3-4 Stunden.

Dies ist die Salzbrücke, es sollte im Kühlschrank bis zur Endmontage bleiben.

Schritt 3: Elektroden montieren

Eine mikrobielle Brennstoffzelle (MFC) - Teil II

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Eine mikrobielle Brennstoffzelle (MFC) - Teil II

Eine mikrobielle Brennstoffzelle (MFC) - Teil II

Es scheint die größte Herausforderung für die Amateur-Mikrobiologe oder Energieforscher ... äh, unter den Herausforderungen für die Amateur-Mikrobiologe oder Energieforscher ist die schwer fassbare Kohlenstoff-Elektrode.

Okay, zuerst müssen Sie einen Draht und einen Kohlebürste verwenden, um eine Kohlenstoff-Elektrode nach meiner anderen anweisbaren Easy Carbon Electrode zu machen.

Nun nehmen Sie den TROCKEN Schwamm schneiden Sie einen Streifen 3/4 "breit und etwa einen Zoll lang.Dieses Stück sollte reibungslos in die Halsöffnung der Schraube top.Nehmen Sie es wieder heraus und mit einem Spieß, Nagel oder andere geeignete Objekt punch a Loch groß genug für den Draht durchlaufen.

Mit dem kleinsten Bohrer haben Sie gleich oder größer als die Größe des Drahtbohrers ein kleines Loch in der Mitte der Schraubkappe. Führen Sie die Elektrodenleitung durch den Schwamm und schieben Sie den Schwamm in den Hals der Schraubenspitze. Führen Sie den Draht durch die Kappe, sollte es mehr oder weniger frei passieren. Schrauben Sie die Oberseite unten leicht und fügen Sie Wasser dem Schwamm hinzu. Es wird erweitert, um den Hals zu füllen und bieten eine leichte Overcover an der Basis.

Dies ist die Anodenanordnung. Es wird für die anaerobe (Mikrozelle) verwendet. Der kleine Spalt ermöglicht, dass die Zersetzungsgase entweichen, während der Schwamm den Durchtritt von Luft in die Kammer hemmen wird. Um die Nährstoffe der Anodenkammer hinzuzufügen, schrauben Sie einfach den Deckel ab und gießen Sie das Nährmedium vorsichtig durch den Schwamm.

Für die Kathode verwenden wir einen anderen Ansatz. Die Kathode wird in den Schwamm eingeführt (tatsächlich zwischen zwei Schwammstücken platziert), wo Luft frei zirkulieren kann.

Um die Kathodenanordnung zu entfernen, entfernen Sie den Spulendraht von der verbleibenden Bürste. Weil die Bürstenleitung völlig ausgesetzt ist, fügte ich nicht einen Sekundärleiter oder -verbinder hinzu, obwohl es sicherlich keinen Schaden verursachen würde.

Aus dem verbleibenden Abschnitt des Schwammes schneiden Sie einen Streifen 1 "breit bis 4" Zoll lang, dann schneiden Sie diese in zwei Streifen. Bitte die restliche Kohlebürste zwischen die beiden Streifen, so dass nur die Oberseite ausgesetzt ist. Fügen Sie diese in einen der 1 "Anschlüsse.Wet den Schwamm und es wird erweitern, um die Elektrode an Ort und Stelle halten.

Schritt 4: Brennstoffzelle montieren

Eine mikrobielle Brennstoffzelle (MFC) - Teil II

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Sobald die Salzbrücke abgekühlt und verfestigt seine Zeit, um das Gerät zusammenzubauen. Zur leichteren Demontage und Wartung empfehle ich, das PVC mit dem Graphitpulver beim Zusammenbau zu beschichten.

Nehmen Sie die beiden verbliebenen Kupplungen und stecken Sie die Endkappen vollständig in diese ein. Setzen Sie diese in die Basis der T-Stücke, um Füße für Stehen bieten.

Setzen Sie die Salzbrücke in das mittlere T-Stück ein. Wenn sie richtig sitzen, treffen sich die T-Stücke und der Salzbrückenverbinder ist nicht sichtbar.

Ihre Brennstoffzelle ist nun fertig und bereit zum Aufladen.

Schritt 5: Laden und Bedienung

Eine mikrobielle Brennstoffzelle (MFC) - Teil II

Dayyum, dass Sickergrube stinkt ... Du wirst es draußen oder in einem gut belüfteten Bereich machen wollen.

Die Kammer wird als Anodenkammer (Mikrobe) und eine zur Kathodenkammer gewählt.

Füllen Sie einen Messbecher mit etwa 2 Unzen warmes Wasser und fügen Sie Salz hinzu, bis es nicht mehr auflöst (eine gesättigte Lösung). Rühren und Schütteln hilft. Lassen Sie das Wasser vollständig abkühlen. Entfernen Sie die Schwammscheiben von der Kathodenbaugruppe und stellen Sie sicher, dass sie gründlich in der Salzlösung eingeweicht sind. Gießen Sie den Rest in die Kathodenkammer, bis nur die Salzaufschlämmung bleibt. Legen Sie die Kohlenstoff-Elektrode auf einem Schwamm, decken Sie vorsichtig mit der Aufschlämmung und verwenden Sie dann die verbleibende Scheibe, um das Sandwich zu vervollständigen. Legen Sie diesen vorsichtig wieder in den Steckverbinder ein und stecken Sie ihn in das Kathodenrohr ein. Das Rohr wird überlaufen, wenn die Kathode eingesetzt wird. Das ist okay, wir wollen, dass die Kohlenstoff-Elektrode mit der Luft in Berührung kommt und so ein wenig Wasser abgießt.

Füllen Sie die Anodenkammer 1 / 2-3 / 4 voll mit der Klärgrube. Ich habe auch ein paar Teelöffel Zucker und einige zerkleinerte Papier, um Kohlenstoff und Stickstoff. Füllen Sie die Kammer den Rest des Weges mit reinem, entchlortem Wasser. Die Anodenanordnung vollständig in das Anodenrohr einsetzen.

Ich begann zu messen Spannung auf dem offenen Stromkreis. Innerhalb von 15 Minuten erzeugte ich eine meßbare Spannung (82 mA). Sobald die Ausgangsspannung zu stabilisieren scheint, werde ich unter Last messen und aktualisieren.

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