Cette instruction fournit des instructions détaillées pour la construction de votre propre pile à combustible microbienne à l’aide des traitements Jello, Eau de mer et Fosse septique. Il est basé sur les informations fournies dans Fabriquer une pile à combustible microbienne (MFC) - Partie 1

C’est une véritable pile à combustible dans la mesure où les milieux anaérobie et électrolytique sont remplaçables et le pont de sel peut être entretenu selon les besoins. La pile à combustible consomme des matières organiques et produit de l’électricité et du méthane (ou plus exactement, le biogaz comprend le CO2 et d’autres gaz). Celles-ci sont capturées dans un stockage de méthane en vue d'un traitement ultérieur … D'accord, c'est un ballon et je ne sais pas du tout ce que vous devriez faire avec le biogaz, à moins de faire preuve de prudence et d'expérimenter.

Nous utiliserons une conception traditionnelle à deux cellules avec un pont gélatine / sel. La plupart du temps, on utilise de l'agar, mais nous essaierons à la fois de la gélatine sans saveur traditionnelle et de la colle pour peau. Oui, vous pouvez réellement utiliser de la gélatine aromatisée de marque Jello et je serais très intéressé par vos résultats.

J'ai également l'intention d'expérimenter un milieu nutritif gélatineux dans la chambre d'anode. Il me semble qu'une anode remplaçable à base de gel constituerait une amélioration significative de l'utilité de cette technologie.

L'appareil dispose de deux chambres relativement petites (environ 100 ml). En théorie, les densités de population microbiennes sont principalement fonction des nutriments et non de l’espace et nous devrions pouvoir obtenir (plus ou moins) la même charge sur une cellule de 100 ml que nous le ferions d’une cellule de 1L avec la même population.

Voyons maintenant les matériaux que nous allons utiliser.

Provisions:

Étape 1: Nomenclature

Outils:

Percer Presse ou Percer avec des bits

Fer à souder avec soudure

Tasses à mesurer

Brochette (bois ou métal)

2 brosses de rechange pour outils électriques

Je les ai reçus du département de matériel spécialisé chez ACE

2 té en PVC Schedule 40 de 1x1x1

3 1 "connecteur Schedule 40 en PVC

Capuchon antidérapant en PVC Schedule 40 de 1 1"

2 1 "PVC Schedule 40 Plug

1 adaptateur fileté 1x1 / 2 vs FPT

Laisse de pêche en titane

Film plastique transparent

Élastiques

Pont de sel moyen

• Gélatine Knox Unflavored
• Cacher la colle (en poudre non liquide)
• Gélose

Sel ou lessive domestique

Anaérobie innocent

• Traitement de fosse septique Microbe-Lift - Ace Hardware

Assurez-vous d’effectuer un traitement anaérobie, il existe un certain nombre de traitements, notamment

Rid-X qui ne sont pas spécifiquement anaérobies. Je ne les ai pas testées et je ne sais pas quels résultats

leurs microbes peuvent produire

• Eaux usées primaires
• Sédiments de rivière, ruisseau, lac ou ruisseau
• Culture préparée telle que E. Coli

Étape 2: Créer le pont de sel

Le cœur, pour ainsi dire, d’un MFC à deux chambres réside dans le pont de sel ou la membrane qui sépare les cellules. L'agar est le plus couramment utilisé mais n'est pas nécessairement facilement disponible. Cependant, étant donné que l’agar est une gélatine, j’ai pensé que la gélatine non aromatisée conventionnelle pourrait constituer un substitut.

Ceci est mon composant préféré moins dans cette conception, bien que j'aime sa nouveauté. J'aimerais vraiment avoir quelque chose aux extrémités pour assurer la stabilité mécanique.

Pour créer le pont de sel, nous utiliserons la gélatine Knox Unflavored à la place de la gélose plus commune. J'ai quelques réserves quant à la stabilité de cette innovation. Mon prochain tour portera sur l'utilisation de colle à base de peau (sèche non liquide) en tant que liant. Cela ne modifiera pas substantiellement le processus de passerelle.

Commencez à faire bouillir de l’eau, vous n’avez pas besoin et n’utilisez pas plus de deux cuillères à soupe.

Prenez l’une des sections du coupleur. Placez le film plastique fermement sur une extrémité et fixez-le avec un élastique pour former un joint étanche. Placez le coupleur ouvert dans un bol.

Prenez un paquet de gélatine sans parfum Knox et versez-le dans le couplage. Remplissez le reste du chemin avec du sel. Versez ce mélange dans une tasse à mesurer sèche et remettez-le dans l'accouplement. Vous remarquerez que l'installation laissait un peu plus de place. Recouvrez de sel, versez dans la tasse à mesurer et ajoutez une cuillère à soupe supplémentaire. Mélangez bien les ingrédients secs et remettez-les dans le coupleur vertical.

Lorsque l'eau est à forte ébullition, versez un peu dans la tasse à mesurer et utilisez-la pour remplir délicatement le pont de sel. Versez avec précaution pour ne pas rincer le tube mais soyez généreux. Le mélange se déposera et vous permettra de "remplir" l'eau, cela révélera les bulles d'air éliminées et aidera à déterminer si le pont est plein. Le ramasser soigneusement et examiner le fond peuvent également aider à s'assurer que toute la colonne est saturée.

Laisser reposer quelques minutes et vider le dessus de toute eau stagnante. Ensuite, placez le bol au réfrigérateur pendant 3-4 heures.

Ceci est le pont de sel, il devrait être laissé dans le réfrigérateur jusqu'à l'assemblage final.

Étape 3: Assemblez les électrodes

Il semble que le plus gros défi auquel soit confronté le microbiologiste amateur ou le chercheur en énergie … parmi les défis auxquels le microbiologiste amateur ou le chercheur en énergie est confronté se trouve l'électrode de carbone insaisissable.

D'accord, vous devrez d'abord utiliser un fil et un balai de charbon pour fabriquer une électrode de carbone conformément à mon autre électrode Easy Carbon instructable.

Maintenant, en prenant l’éponge DRY, coupez une bande de 3/4 "de large et environ un pouce de long. Cette pièce doit s’insérer sans à-coups dans l’ouverture du col de la vis. Retirez-la maintenant et utilisez une brochette, un clou ou un autre objet trou assez grand pour que le fil puisse passer.

En utilisant le plus petit foret que vous avez égal ou supérieur à la taille du fil, percez un petit trou au centre du capuchon à vis. Enfiler le fil d'électrode à travers l'éponge et faire glisser l'éponge dans le col du sommet de la vis. Enfiler le fil à travers le capuchon, il devrait passer plus ou moins librement. Visser légèrement le dessus et ajouter de l’eau à l’éponge. Il s'agrandira pour remplir le cou et offrira un léger recouvrement à la base.

C'est l'assemblage d'anode. Il est utilisé pour l'anaérobie (cellule microbienne). Le petit espace permettra aux gaz de décomposition de s'échapper tandis que l'éponge empêchera l'air de passer dans la chambre. Pour ajouter des éléments nutritifs à la chambre d'anode, il suffit de dévisser le dessus et de verser doucement le milieu nutritif à travers l'éponge.

Pour la cathode, nous utilisons une approche différente. La cathode est insérée dans l'éponge (en réalité placée entre deux morceaux d'éponge) où l'air peut circuler librement.

Pour faire l’assemblage de la cathode, retirez le fil de la bobine restante. Comme le fil de la brosse sera entièrement exposé, je n’ai pas ajouté de fil secondaire ni de connecteur, bien que cela ne ferait aucun mal.

Dans la section restante de l’éponge, coupez une bande de 1 "de large sur 4" de long, puis coupez-la en deux. S'il vous plaît le charbon de carbone restant entre les deux bandes de sorte que seul le haut est exposé. Insérez-le dans l’un des connecteurs 1 ". Mouillez l’éponge pour qu’elle s’agrandisse pour maintenir l’électrode en place.

Étape 4: Assembler la pile à combustible

Une fois le pont de sel refroidi et solidifié, il est temps d'assembler l'appareil. Pour faciliter le démontage et la maintenance, il est recommandé de revêtir le PVC avec de la poudre de graphite lors de l'assemblage.

Prenez les deux coupleurs restants et insérez complètement les capuchons. Insérez-les dans la base des tees pour permettre aux pieds de rester debout.

Insérez le pont de sel dans le té central. Une fois correctement assis, les tees se rencontreront et le connecteur de pont de sel ne sera pas visible.

Votre pile à combustible est maintenant terminée et prête à être chargée.

Étape 5: charge et fonctionnement

Dayyum, cette fosse septique pue … Tu vas vouloir faire ça dehors ou dans un endroit bien ventilé.

Choisissez sur la chambre pour être la chambre de l'anode (microbe) et un pour la chambre de la cathode.

Remplissez une tasse à mesurer avec environ 2 oz d’eau tiède et ajoutez-y du sel jusqu’à ce qu’aucune autre ne se dissolve (solution saturée). Remuer et secouer aidera. Laisser l'eau refroidir complètement. Retirez les tranches d'éponge de la cathode et assurez-vous qu'elles sont complètement imbibées de la solution saline. Versez le reste dans la chambre cathodique jusqu'à ce qu'il ne reste que la suspension de sel. Placez l'électrode de carbone sur le dessus d'une éponge, couvrez délicatement avec la suspension puis utilisez la tranche restante pour compléter le sandwich. Placez-le doucement dans son connecteur et insérez-le dans le tube cathodique. Le tube débordera au fur et à mesure que la cathode sera insérée. Nous voulons que l'électrode de carbone entre en contact avec l'air, alors jetez également un peu d'eau.

Remplir la chambre d'anode 1 / 2-3 / 4 du traitement de la fosse septique. J'ai également ajouté quelques cuillerées à thé de sucre et du papier déchiqueté pour fournir du carbone et de l'azote. Remplissez la chambre jusqu'au bout avec de l'eau pure et déchlorée. Insérez l’ensemble anodique complètement dans le tube anodique.

J'ai commencé à mesurer la tension sur le circuit ouvert. En 15 minutes, je générais une tension mesurable (82 mA). Une fois que la tension de sortie semble se stabiliser, je vais mesurer sous charge et mettre à jour.