Dette instruerbare giver detaljerede anvisninger til opbygning af din egen mikrobielle brændselscelle ved brug af Jello, Saltwater og Septic Tank behandling. Det er baseret på oplysningerne i Make a Microbial Fuel Cell (MFC) - Del 1

Dette er en sand brændselscelle, fordi både anaerobe og elektrolytmedier er udskiftelige, og saltbroen kan serviceres efter behov. Brændselscellen bruger organisk materiale og producerer elektricitet og metan (eller mere korrekt biogas omfatter CO2 og andre gasser). Disse er fanget i en metanbutik til videre behandling …. Okay, det er en ballon, og jeg har ingen idé om, hvad du skal gøre med biogassen undtagen at være forsigtig og eksperimentere med det.

Vi bruger et traditionelt to-celledesign med en gelatine / saltbro. Mest almindeligt agar anvendes, men vi forsøger både traditionel ulavet gelatine såvel som skjul lim. Ja, du kan faktisk bruge Jello mærke flavored gelatine og jeg ville være meget interesseret i dine resultater.

Jeg har også til hensigt at eksperimentere med gelatineholdigt næringsmedium i anodekammeret. Det forekommer mig en gelbaseret udskiftelig anode ville være en betydelig forbedring af brugen af ​​denne teknologi.

Indretningen har to forholdsvis små kamre (ca. 100 ml). I teorien er mikrobefolkningsdensiteter primært en funktion af næringsstoffer og ikke plads, og vi bør kunne opnå (mere eller mindre) samme ladning ud af en 100 ml celle som vi ville fra en 1L-celle med samme population.

Lad os nu se på de materialer, vi skal bruge.

forsyninger:

Trin 1: Materiel

Værktøjer:

Drill Tryk eller Bør med bits

Loddejern med loddemetal

Måle kopper

Skewer (træ eller metal)

2 værktøjs udskiftning børster

Jeg fik disse fra specialvare hardware afdeling på ACE

2 1x1x1 PVC Schedule 40 Tee

3 1 "PVC Schedule 40 Connector

1 1 "PVC Schedule 40 Slip Cap

2 1 "PVC Schedule 40 Plug

1 1x1 / 2 Slip vs FPT gevindadapter

Titan fiskeledning

Klar plastfolie

Elastikker

Salt Bridge Medium

• Knox Unflavored Gelatin
• Skjul lim (pulveriseret ikke flydende)
• Agar

Husholdnings salt eller løg

Anaerob inokulent

• Microbe-Lift Septic Tank Behandling - Ace Hardware

Sørg for at du køber en anaerob behandling, der er en række behandlinger, herunder

Rid-X, som ikke er specifikt anaerobe. Jeg har ikke testet disse og har ingen idé om, hvilke resultater der er

deres mikrober kan producere

• Spildevand primær spildevand
• Fisk, der bærer flod, bæk, sø eller stream sediment
• Fremstillet kultur, såsom E. Coli

Trin 2: Opret Salt Bridge

Hjertet, så at sige, af en to-kammer MFC ligger i saltbroen eller membranen, der adskiller cellerne. Agar anvendes mest, men er ikke nødvendigvis let tilgængelig. Men siden Agar er en gelatine, troede jeg, at konventionel ulavet gelatine kunne gøre en erstatning.

Dette er min mindst foretrukne komponent i dette design, selv om jeg kan lide sin nyhed. Jeg vil virkelig gerne have noget i enderne for at give mekanisk stabilitet.

For at skabe saltbroen bruger vi Knox Unflavored gelatine i stedet for den mere almindelige agar. Jeg har nogle forbehold om stabiliteten af ​​denne innovation. Min næste runde vil fokusere på brugen af ​​skjult lim (tør ikke flydende) som bindemiddel. Dette vil ikke ændre broprocessen væsentligt.

Start noget vand at koge, du behøver ikke og vil faktisk ikke bruge mere end et par spiseskefulde.

Tag en af ​​koblingssektionerne. Placer plastikpladen fast over den ene ende og fastgør den med et gummibånd for at danne en tæt forsegling. Placer kobleren åben ende i en skål.

Tag en pakke Knox ulavet gelatine og hæld det i koblingen. Fyld resten af ​​vejen med salt. Hæld denne blanding i en tør målekop og hæld den tilbage i koblingen. Du vil bemærke, at bosættelsen forlod lidt mere plads. Hæld med salt, hæld det tilbage i målekoppen og tilsæt en ekstra spiseskefuld. Bland de tørre ingredienser grundigt og hæld den tilbage i den opretstående kobler.

Når vandet har en stærk kog, hæld lidt i målekoppen, og brug denne til forsigtigt at fylde saltbroen. Hæld forsigtigt, så du ikke skyller røret, men vær generøs. Blandingen vil afregne og give dig mulighed for at "slukke" for vandet, dette vil afsløre luftbobler udspilet og hjælpe med at dømme, når broen er fuld. Omhyggeligt at hente det og undersøge bunden kan også være med til at sikre, at hele søjlen er mættet.

Lad stå i et par minutter og hæld lidt lille vand på toppen. Sæt derefter skålen i køleskabet i 3-4 timer.

Dette er saltbroen, det skal efterlades i køleskabet indtil den endelige montage.

Trin 3: Saml elektroderne

Det ser ud som den største udfordring for amatørmikrobiologen eller energiforskeren … der er blandt de udfordringer, som amatørmikrobiologen eller energiforskeren står over for, den uvæsentlige carbonelektrode.

Okay, først skal du bruge en ledning og en carbon børste til at lave en carbonelektrode i henhold til min anden instruerbare Easy Carbon Electrode.

Tag nu den tørre svamp en stribe 3/4 "bred og omkring en tomme lang. Dette stykke skal passe jævnt ind i nakkens åbning af skruetoppen. Tag det nu ud og brug en spyd, søm eller andet passende objektstans a hul stort nok til at ledningen passerer igennem.

Brug den mindste borekrone, du er lig med eller større end størrelsen på trådboringen, et lille hul i midten af ​​skruelåget. Træk elektrodens ledning gennem svampen og skub svampen ind i halsen af ​​skruetoppen. Træk tråden gennem hætten, den skal passere mere eller mindre frit. Skru toppen ned let og tilsæt vand til svampen. Det vil udvide for at fylde nakken og give en lille overdækning på bunden.

Dette er anodsamlingen. Det bruges til den anaerobe (mikrobe celle). Det lille mellemrum vil tillade nedbrydning gasser at undslippe, mens svampen vil hæmme passagen af ​​luft ind i kammeret. For at tilsætte næringsstoffer til anodkammeret skal du blot skrue toppen og forsigtigt hælde næringsmediet gennem svampen.

Til katoden bruger vi en anden tilgang. Katoden indsættes i svampen (faktisk placeret mellem to stykker svamp), hvor luften kan cirkulere frit.

For at gøre katodeaggregatet fjernet spolenes ledning fra den resterende børste. Fordi børsteledningen vil blive fuldt eksponeret, tilføjede jeg ikke en sekundær ledning eller stik, selvom det helt sikkert ville gøre nogen skade.

Fra den resterende del af svampen skæres en strimmel 1 "bred med 4" tommer lang, så skær denne i to strimler. Venligst den resterende carbon børste mellem de to strimler, så kun toppen bliver udsat. Indsæt dette i en af ​​de 1 "stik. Våd svampen, og den vil udvide for at holde elektroden på plads.

Trin 4: Saml brændselscellen

Når saltbroen har afkølet og størknet sin tid til at samle enheden. For lettere montering og vedligeholdelse anbefaler jeg at belægge PVC med grafitpulver ved montering.

Tag de to resterende koblinger og sæt endehætterne helt ind i dem. Indsæt disse i bunden af ​​tees for at give fødderne til at stå.

Sæt saltbroen ind i midtensteppen. Når de sidder ordentligt, møder teene, og saltbrostikket kan ikke ses.

Din brændselscelle er nu komplet og klar til at blive opladet.

Trin 5: Opladning og drift

Dayyum, at septiktankens ting stinker … Du vil gerne gøre det udenfor eller i et godt ventileret område.

Vælg på kammer for at være anoden (mikrobe) kammeret og et til katodekammeret.

Fyld en målekop med ca. 2 ounce varmt vand og tilsæt salt til det, indtil der ikke længere opløses (en mættet opløsning). Omrøring og omrystning vil hjælpe. Lad vandet blive helt afkølet. Fjern svampeskiverne fra katodeaggregatet og sørg for, at de er grundigt gennemblødt i saltopløsningen. Hæld resten i katodekammeret, indtil kun saltopslæmningen forbliver. Placer kulelektroden på toppen af ​​en svamp, dæks forsigtigt med opslæmningen, og brug den resterende skive til at færdiggøre sandwichen. Placer dette forsigtigt tilbage i dens stik og indsæt det i katodestangen. Røret vil overløb, når katoden er indsat. Det er okay, vi vil have, at kulelektroden kommer i kontakt med luften, så hæld også lidt vand ud.

Fyld anodkammeret 1 / 2-3 / 4 fuld af septiktankbehandlingen. Jeg har også tilføjet et par teskefulde sukker og nogle strimlet papir til at give kulstof og nitrogen. Fyld kammeret resten af ​​vejen med rent, dechloroneret vand. Indsæt anodenheden helt ind i anodrøret.

Jeg begyndte at måle spænding på det åbne kredsløb. Inden for 15 minutter genererede jeg målbar spænding (82 mA). Når udgangsspændingen ser ud til at stabilisere, vil jeg måle under belastning og opdatering.