Modèle : http://goo.gl/Z3Nuf
Lors de nos tests, nous avons vu parfois des pointes de 6 volts jusqu'à lors du réglage de l’appareil. Nous n’étions pas en mesure de stabiliser la production dans la mesure où nous avons réussi à stabiliser à environ 220 millivolts. Je vous recommande d’expérimenter avec la taille des contenants et la position de la pompe à air et les électrodes.
Résumé
L’objectif du projet consistait à construire une pile à combustible microbienne travail bicaméral avec une puissance maximale de 300 millivolts (mV), ou 0,3 volt (V). Une pile à combustible microbienne ou MFC, est une pile à combustible dans lequel les processus électrochimiques naturelles de décomposer les aliments, les bactéries anaérobies sont harnachées pour produire de l’électricité.
La source sélectionnée de bactéries et de matières organiques dans la cellule a été boues Récupérée du fond du Bluff Creek derrière Playa Vista Park à Los Angeles, en Californie. Cela a été retenu comme la ressource idéale pour la pile à combustible microbienne parce qu’il s’est trouvé dans les eaux stagnantes, qui fournit un bon environnement pour la croissance de bactéries anaérobies.
Matériaux
-2 contenants de plastique de 1l
-Corde de coton
-Maille aluminium
-Trombones
-Cuivre
-Pinces crocodile
-Chatterton
-Pistolet à colle
-Bâtonnets de colle
-Compresseur d’aquarium
-Du ruban adhésif
-Boues
-Bêche main
-Seau
-L’eau
-Sel
-Petit Pot
-Cuillère
-Voltmètre
-Pistolet drill
Procédure
Recueillir les boues du fond d’un ruisseau ou un étang encore dans un seau. Une telle source aura vraisemblablement beaucoup de bactéries anaérobies.
Percer un trou pour le fil de cuivre sur les couvercles des récipients. Sur l’un des deux couvercles, percer un trou pour le tuyau de la pompe à air et un petit trou pour la ventilation (ce ne sera pas scellé). Percer un trou sur un côté pour les deux conteneurs pour le pont salin.
Préparer les électrodes. Replier maille en aluminium plusieurs fois et se lient aux grands trombones. Dénudez les extrémités du fil de cuivre et les fixer sur les deux électrodes.
Insérer des tube en cuivre de fil et de la pompe à air dans les trous percés sur les couvercles. Sceller avec de la colle chaude ou du calfeutrage.
Préparer le pont salin. Chauffer l’eau sur la cuisinière et dissoudre en aussi grande quantité de sel que possible. Tordre une longue corde autour de lui pour créer une corde plus épaisse. Si nécessaire, couper la corde à environ 15 cm. tremper la corde dans l’eau salée. Une fois humide, enrouler la corde dans une couche de ruban électrique et celui de ruban adhésif, mais gardez les extrémités exposées.
Insérez les deux extrémités du pont sel dans les trous percés sur les côtés des conteneurs. Joint avec la colle chaude ou de calfeutrage et de bande supplémentaire (si nécessaire).
Remplir un récipient presque jusqu’au bord avec la boue et l’autre avec de l’eau.
Plonger les électrodes dans la boue et d’eau. Fermer les couvercles des conteneurs et assurez-vous que celui sur la boue est étanche à l’air.
Les bactéries anaérobies doivent être exposés à comme peu d’oxygène que possible.
Fixer les pinces crocodiles à chaque extrémité de fil de cuivre. Fixer les pinces crocodiles sur les sondes voltmètre. Vérifiez que la sonde rouge est branchée électriquement à l’électrode dans l’eau. La sonde noire doit se connecter sur l’électrode immergée dans la boue.
Tourner sur la pompe à air aquarium.
Tournez la bague sur le voltmètre à 20 VCC (peuvent également être marqués par le symbole) pour mesurer la force de l’électricité se déplaçant à travers le circuit en termes de volts. Tournez le cadran à 2000m pour la mesurer en termes de millivolts, un millième d’un volt, d’observer un relevé plus exact.
Tournez la molette jusqu'à 10 a. Ce nombre est génère des flux de courant la pile à combustible microbienne, mesurée en ampères.
Pour calculer le taux de transfert d’énergie sous forme d’un joule par seconde, également connu sous le nom d’un watt, utiliser la formule ci-dessous.
consommation en watts (W) = ampères (I) x volts (V)
Résultats
Les résultats étaient significativement plus efficaces que prévu. La pile à combustible microbienne générée 221 mV à son maximum d’efficacité lorsqu’elle est mesurée avec un voltmètre et quelquefois a culminé à 6 V, lorsque nous avons gâché avec le positionnement des électrodes et tube de pompe à eau. Quelque chose de particulièrement intéressant s’est produit lorsque la pompe à air a été débranchée, qui a cessé d’oxygène supplémentaire de s’écouler dans le récipient. Il a été observé que le courant produit par la cellule rapidement chuté à un creux de 168 mV. Le manque d’oxygène ralenti la réaction de réduction et par conséquent ralentit le courant, aussi bien.
Arrière-plan
Le pont salin permet pour le courant à l’écoulement des ions d’hydrogène dans un circuit. Si elle n’existait pas, il y aurait un carambolage d’électrons, et le courant s’arrêterait, rendant la cellule inutile. L’anode de la pile à combustible microbienne dépend d’un potentiel qui provoque le courant de circuler, et donc, la réaction d’oxydation dans sa chambre dépend également un potentiel. Dans ce cas, l’élément potentiel est la cathode dans la chambre remplie d’eau oxygénée, parce qu’il est utile de compléter une réaction de réduction dans cette chambre. Réactions d’oxydation et de réduction doivent toujours se retrouvent ensemble (appelé une réaction d’oxydo-réduction), et dans une pile à combustible microbienne, elles sont absolument nécessaires. Les électrons émis par une réaction d’oxydation doivent être acceptées par les atomes ou les ions d’une autre substance.
Au cours de la première réaction (oxydation), qui se déroule dans le récipient rempli de boue sur l’anode, les bactéries consomment de glucose pour l’énergie et l’eau. Puis, elles donnent du dioxyde de carbone, des ions hydrogène positifs et d’électrons. Les ions positifs de l’hydrogène et les électrons sont attirés par les composés dans le second récipient et prendront part à une réaction de réduction. Les électrons remontent à travers la maille d’aluminium et fil de cuivre sur la cathode dans le second récipient. Les ions hydrogène positifs font leur chemin à travers le pont salin dans le second récipient. C’est où s’effectue la deuxième partie de la réaction d’oxydo-réduction.
Au cours de la réaction de réduction, les ions positifs de l’hydrogène se combinent avec les électrons restants de la réaction d’oxydation et l’oxygène dans l’eau pour produire une eau. La réaction d’oxydo-réduction se termine ici. Par conséquent, la durée de vie de la pile à combustible microbienne est limitée par la durée de vie des bactéries dans l’échantillon des boues.
Le pont de sel peut aussi être appelé une membrane échangeuse de protons, ou PEM. Il permet les protons d’hydrogène produits par les bactéries de passer à travers.
La pompe d’aquarium fournit l’oxygène supplémentaire à la réaction produisant de l’eau.
Parce que les bactéries ne sont pas exposés à l’oxygène, ils produisent du dioxyde de carbone, les protons et électrons au lieu de dioxyde de carbone et l’eau.
Conclusion
Toute matière organique des déchets doit être compatible avec la pile à combustible microbienne. Tant qu’il y a un assez bon équilibre des bactéries et des matières organiques, cela devrait fonctionner. Ce type de cellules est une invention relativement nouvelle. L’idée première de celui-ci a été formée en 1911 et le premier modèle a été conçu en 1977. Il y a encore des moyens d’aller en termes de développer davantage la technologie, et les personnes impliquées dans des projets connexes ne savent toujours pas si elle aurait jamais attraper, compte tenu de son état actuel de l’inefficacité relative. Toutefois, comme tout nouveau développement, il y a seulement une question de temps avant que quelqu'un est en mesure d’améliorer sur sa conception. Puis, il se présente comme une option viable pour la production d’énergie dans les usines de traitement des eaux usées.
Sources
http://www.Research.PSU.edu/Capabilities/documents/MFC_QandA.pdf
http://Web.eng.FIU.edu/~LICZ/2012fallNanomed/Biosensors/lecture%203-4/saltbridge.pdf
http://Chemed.Chem.wisc.edu/chempaths/GenChem-Textbook/ions-in-solution-electrolytes-598.html
http://Chem.wisc.edu/deptfiles/genchem/Lab/labdocs/modules/Echem/echemsalt.htm
---EXPLICATION VOCAL
