Cara Membuat Microbial Fuel Cell (MFC) Menggunakan Lumpur: 7 Langkah (Berikut Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Sel bahan bakar mikroba MudWatt (dijuluki "Baterai Kotoran") adalah perangkat yang menggunakan bakteri untuk mengubah bahan organik yang ditemukan dalam lumpur menjadi listrik. Instruksi ini akan memandu Anda membuat sel bahan bakar mikroba sendiri menggunakan Kit Sains MudWatt apa pun

Untuk membuat MudWatt, Anda perlu:

• MudWatt Classic, MudWatt Science Fair Pack, atau MudWatt Classroom Pack
• Lumpur
• Wadah apa saja (jika Anda menggunakan wadah yang berbeda)

Bagaimana MudWatt Bekerja: The MudWatt adalah kit sains yang menyenangkan dan mendidik yang menggunakan mikro-organisme yang secara alami ditemukan di tanah untuk menghasilkan listrik. Meskipun tidak terlihat dengan mata telanjang, mikroba ini, dengan tubuh sepersepuluh ketebalan rambut manusia, hidup di hampir semua tanah dan sedimen di planet ini. Di antara komunitas mikroba yang beragam ini adalah spesies tertentu yang memiliki kemampuan unik untuk melepaskan elektron di luar tubuh mereka sebagai bagian dari proses respirasi mereka.

MudWatt memanfaatkan kemampuan luar biasa ini dengan menyediakan mikroba berbasis lumpur ini dengan dua cakram grafit konduktif, yang disebut anoda dan katoda. Anoda ditempatkan di dalam lumpur di mana mikroba elektrogenik dapat tumbuh, sedangkan katoda ditempatkan di atas yang mengeksposnya ke oksigen di udara (lihat diagram MudWatt di bawah).

Langkah 1: Membuat Lumpur

Kenakan sarung tangan dan temukan 3-4 genggam tanah atau kotoran rawa--semakin bau semakin baik! Pastikan tanah Anda jenuh tetapi tidak pekat dengan menambahkan atau menuangkan air. Opsional: Tambahkan nutrisi ekstra ke tanah Anda, seperti kemasan MudWatt, produk kertas parut, atau makanan dari lemari es Anda.

Catatan utama: Hindari menggunakan tanah dengan bola putih kecil (perlit) yang menganginkan tanah. Bakteri yang menggerakkan MudWatt adalah bakteri anaerob yang membutuhkan lingkungan tanpa oksigen untuk membangun komunitas yang sehat.

Langkah 2: Membuat Elektroda

Tekuk kedua kabel 90 ° di mana selubung plastik berakhir. Luruskan ujung kawat yang telanjang. Kawat hijau akan digunakan untuk membuat anoda, dan kawat oranye akan digunakan untuk membuat katoda. Masukkan ujung telanjang kabel anoda (hijau) ke sisi cakram tipis sambil mengenakan sarung tangan yang disediakan. Cobalah untuk menjaga agar kabel tidak keluar dari kain kempa. Ulangi langkah ini dengan kawat katoda (oranye) dan cakram tebal.

Langkah 3: Perakitan

Masukkan lapisan lumpur yang rata ke bagian bawah wadah Anda, setidaknya sedalam 1 cm. Tempatkan anoda (hijau) yang Anda buat pada Langkah 3 di atas lumpur, tekan dengan kuat untuk memeras gelembung udara. Isi wadah Anda dengan lebih banyak lumpur, setidaknya sedalam 5 cm, tekan dengan kuat untuk memeras gelembung udara. Biarkan lumpur Anda beristirahat selama beberapa menit dan tiriskan kelebihan cairan. Terakhir, tempatkan katoda (oranye) perlahan di atas lumpur. Jangan menutupi katoda dengan lumpur.

Langkah 4: Lidding (untuk Kit MudWatt Yang Datang Dengan Kapal)

Jika kit Anda disertakan dengan Kapal MudWatt:

Lepaskan sarung tangan Anda dan pasang Papan Peretas ke dalam lekukan pada tutupnya. Lewatkan kabel elektroda melalui tutupnya. Menghadapi lekukan setengah lingkaran, katoda (oranye) harus di sebelah kiri dan anoda (hijau) di sebelah kanan. Sekarang tekan tutupnya ke bawah ke stoples untuk memasangnya ke tempatnya.

Langkah 5: Menutup Sirkuit

1. Tekuk dan sambungkan kabel katoda (oranye) ke '+' dan kabel anoda (hijau) ke '-' di Papan Peretas.

2. Hubungkan ujung panjang kapasitor biru (10μF) ke pin 1 dan ujung pendeknya ke pin 2. Anda mungkin perlu menekuk kabel agar pas.

3. Hubungkan ujung panjang LED ke pin 5 dan ujung pendeknya ke pin 6.

Itu dia! Anda akan mulai melihat LED berkedip setelah beberapa hari, setelah MudWatt Anda mengembangkan komunitas mikroba yang sehat!

Apa yang dilakukan komponen-komponen ini?

Papan Peretas: Papan Peretas mengambil tegangan rendah dan arus rendah yang berasal dari MudWatt dan mengubahnya menjadi semburan pendek tegangan tinggi dan arus lebih tinggi.

Kapasitor: Kapasitor merupakan komponen penyimpan energi yang kecil. Itu mampu membangun energi saat daya masuk dari MudWatt, dan kemudian melepaskan energi itu dalam ledakan cepat untuk mengedipkan LED.

LED: Light Emitting Diode (LED) mengambil elektron yang dilepaskan oleh kapasitor dan mengubah energi elektron tersebut menjadi energi cahaya.

Langkah 6: Mengukur Mikroba dan Output Daya

Unduh Aplikasi MudWatt Explorer di App Store atau Google Play. Anda akan menggunakannya untuk mengukur, merekam, dan menganalisis data MudWatt Anda dalam beberapa langkah berikutnya!

Langkah 1: Siap, Bidik…Ukur!

Setelah penutup mata MudWatt Anda berkedip, buka Aplikasi MudWatt Explorer dan pilih Ukur dari menu utama. Sejajarkan penutup mata di target di layar Anda dan Aplikasi akan secara otomatis mengukur kekuatan Anda dan populasi bakteri listrik Anda!

Langkah 2: Rekam & Analisis Beberapa Pengukuran

Rekam beberapa pengukuran dengan menggunakan tombol Rekam di layar Pengukuran, dan buka bagian Analisis aplikasi untuk melihat bagaimana fungsi MudWatt Anda dari waktu ke waktu!

Langkah 3: Temukan Dunia Tersembunyi

Gunakan pembacaan kekuatan Anda untuk membuka bab-bab komik yang menyenangkan dan mendidik setelah Shewy, the Electric Microbe. Temukan keajaiban mikroba saat Shewy menjelajahi dunia yang rumit dan berlumpur ini.

Langkah 7: Catatan Penutup dan Sumber Daya DIY

Terima kasih banyak untuk semua orang yang telah mengomentari posting kami! Ketika Instructables pertama kali mengundang kami untuk memposting tentang MudWatt, kami tidak yakin apakah itu cocok, karena itu memang produk, dan kami khawatir Instructable kami akan terdengar seperti infomersial. Tapi kami memutuskan untuk melakukannya karena MudWatt dirancang untuk menjadi kit MFC DIY. Meskipun kami tentu saja senang ketika orang membeli produk kami, kami juga sangat senang ketika kami menginspirasi orang untuk mengejar kreasi dan eksperimen mereka sendiri. Banyak orang telah meminta lebih banyak info untuk membuat MFC mereka sendiri menggunakan suku cadang yang tersedia. Ini sangat mungkin dilakukan, dan kami telah menyediakan sumber daya untuk itu di bawah. Namun, kami menemukan bahwa membuat MFC sejati dengan komponen siap pakai jauh lebih mahal daripada membeli komponen kami. MudWatt sebenarnya mulai menggunakan komponen yang tersedia, tetapi kami berhasil menurunkan harga dengan memesan bahan dalam jumlah yang sangat besar dan memprosesnya sendiri.

Kami telah melihat beberapa posting tentang MFC DIY di masa lalu, tetapi kami telah menemukan bahwa proyek ini mencakup penggunaan jaring logam, sikat logam, kawat tembaga, dan bahan lain yang menimbulkan korosi di lingkungan tanah yang keras. Menggunakan bahan korosif ini berarti Anda membuat baterai korosi alih-alih MFC. Korosi itu sering terjadi di persimpangan antara bahan elektroda dan kawat. Sambungan ini dapat disegel dengan epoksi, tetapi dalam praktiknya sangat sulit dilakukan, terutama jika Anda menggunakan elektroda berpori atau area permukaan tinggi, yang akan Anda perlukan jika ingin menghasilkan daya yang signifikan. Yang lucu adalah bahwa korosi ini sebenarnya akan menghasilkan beberapa kekuatan yang signifikan, yang dapat dengan mudah disalahartikan sebagai berasal dari aktivitas mikroba.

Untuk membuat MFC DIY Anda sendiri, berikut adalah beberapa tempat di mana Anda dapat menemukan bahan non-korosif:

Elektroda karbon:

Kawat Titanium:

Chip pompa pengisian daya (untuk menyalakan LED/elektronik): S-882Z24-M5T1G

Kami mendorong Anda untuk menggunakan MudWatt sebagai titik peluncuran untuk penelitian Anda sendiri, dan kami akan senang jika Anda dapat membuat MFC sejati menggunakan bahan yang tersedia dengan harga lebih murah. Selamat bereksperimen!