Hoe Bodemlampen Werken

{h1}

Bodemlampen worden in dit artikel besproken vanuit WordsSideKick.com. Meer informatie over grondlampen.

Wat traditionele elektrische verlichting betreft, is er niet veel variatie in de stroomtoevoer: deze komt van het net. Wanneer je een schakelaar omdraait om het licht in je slaapkamer aan te zetten, gaan elektronen van het stopcontact naar de geleidende metalen onderdelen van de lamp. Elektronen stromen door die componenten om een ​​circuit te voltooien, waardoor een lampje oplicht (voor meer informatie, zie Hoe gloeilampen werken).

Alternatieve krachtbronnen zijn echter in opkomst en verlichting is geen uitzondering. Je vindt er windlampen, zoals de straatlantaarn van het Nederlandse designbedrijf Demakersvan, met een zeildoekenturbine die elektriciteit opwekt in winderige omstandigheden. De Zonne-elektrische EZ-Tent van Woods maakt gebruik van op het dak gemonteerde zonnepanelen om snaren LED's in de tent van stroom te voorzien wanneer de zon ondergaat. Philips combineert de twee krachtbronnen in zijn prototype Light Blossom-straatlantaarn, die elektriciteit krijgt van zonnepanelen wanneer deze zonnig is en van een top gemonteerde windturbine wanneer dat niet het geval is. En laten we de oudste krachtbron van allemaal niet vergeten: menselijke arbeid. Apparaten zoals het Dynamo-kinetisch flitslicht genereren licht wanneer de gebruiker een hendel pompt.

De meesten van ons zijn bekend met wind-, zonne- en kinetische kracht en wat ze kunnen doen. Maar een apparaat dat werd tentoongesteld tijdens de Milan Design Week van vorig jaar heeft de aandacht gevestigd op een energiebron waar we niet vaak over horen: vuil.

In dit artikel zullen we ontdekken hoe een bodemlamp werkt en zijn toepassingen verkennen. Het is eigenlijk een vrij bekende manier om elektriciteit op te wekken, die voor het eerst werd aangetoond in 1841. Tegenwoordig zijn er op zijn minst twee manieren om elektriciteit te maken met behulp van aarde: de aarde fungeert in principe als een medium voor elektronenstroom; in de andere, creëert de grond eigenlijk de elektronen.

Laten we beginnen met de bodemlamp die in Milaan wordt getoond. Het apparaat gebruikt vuil als onderdeel van het proces dat u op uw werk zou vinden in een gewone oude batterij.

Hoe bodemlampen werken: bodemlampen

Lamp aarde-batterij

De Nederlandse productontwerper Marieke Staps maakte de zogenaamde Soil Lamp.

De Nederlandse productontwerper Marieke Staps maakte de zogenaamde Soil Lamp.

Nederlandse productontwerper Marieke Staps maakte de zogenaamde Bodemlamp. En hoewel het ontwerp zelf nieuw is, bevat het een vrij oud concept, soms ook wel een "Earth-batterij" genoemd.

In 1841 demonstreerde uitvinder Alexander Bain het vermogen van gewoon oud vuil om elektriciteit op te wekken. Hij plaatste twee stukken metaal in de grond - één koper, één zink - ongeveer 3,2 voet (1 meter) van elkaar, met een draadcircuit dat hen verbond. Het resultaat was elektriciteit, ongeveer 1 volt waard - genoeg om de klok te voeden die hij aangesloten had op het circuit [bron: EE].

Deze vuilopstelling is vergelijkbaar met de standaard Daniell-celbatterij, dat dateert uit de jaren 1830. De Daniell-cel bestaat uit twee delen: koper (de kathode) gesuspendeerd in kopersulfaatoplossing en zink (de anode) gesuspendeerd in zinksulfaatoplossing. Deze oplossingen zijn elektrolyten - vloeistoffen met ionen erin. Elektrolyten vergemakkelijken de uitwisseling van elektronen tussen het zink en koper, genereren en dan kanaliseren van een elektrische stroom. Een Aarde batterij - en ook een aardappelbatterij of een citroenbatterij - doet in essentie hetzelfde als een Daniell-cel, zij het minder efficiënt. In plaats van zink- en kopersulfaten als elektrolyten te gebruiken, gebruikt de Earth-batterij vuil.

Wanneer u een koperelektrode en een zinkelektrode in een container met modder plaatst (deze moet nat zijn), beginnen de twee metalen te reageren, omdat zink de neiging heeft elektronen gemakkelijker te verliezen dan koper en omdat vuil ionen bevat. Door het vuil te bevochtigen, wordt het een echte 'elektrolytoplossing'. Dus de elektroden beginnen elektronen uit te wisselen, net als in een standaard batterij.

Als de elektroden elkaar zouden raken, zouden ze gewoon veel warmte creëren terwijl ze reageren. Maar omdat ze gescheiden zijn door aarde, moeten de vrije elektronen, om tussen de ongelijk geladen metalen te bewegen, zich verplaatsen over de draad die de twee metalen verbindt. Sluit een LED aan op dat voltooide circuit en je hebt een Bodemlamp.

Het proces zal niet voor altijd doorgaan - uiteindelijk zal de bodem breken omdat het vuil uitgeput raakt van zijn elektrolytische eigenschappen. Vervanging van de grond zou het proces echter herstarten.

Staps 'Soil Lamp is een ontwerpconcept - het is niet op de markt (hoewel je het waarschijnlijk zelf zou kunnen maken - vervang gewoon' aardappel 'met' container met modder 'in een aardappellamp-experiment).

Een veel nieuwere benadering van de aardbatterij gebruikt aarde als een actievere speler bij het produceren van elektriciteit. In het geval van de microbiële brandstofcel, is dat wat er in het vuil zit dat telt.

Microbiële batterijlamp

Er is maar een klein beetje stroom voor nodig om een ​​lampje te laten branden of een mobiele telefoon op te laden.

Er is maar een klein beetje stroom voor nodig om een ​​lampje te laten branden of een mobiele telefoon op te laden.

Als je een composthoop in je tuin hebt, weet je al dat vuil een actieve stof is. Of beter gezegd, het bevat veel activiteit - levende microben in de bodem zijn ons afval voortdurend aan het metaboliseren tot bruikbare producten. In een composthoop is dat product kunstmest. Maar er zijn microben die iets produceren dat nog krachtiger is: elektronenstroom.

Bacteriën soorten zoals Shewanella oneidensis, Rhodoferax ferrireducens, en Geobacter sulfuptief, van nature in de bodem aangetroffen, produceren niet alleen elektronen tijdens het afbreken van hun voedsel (ons afval), maar kunnen die elektronen ook van de ene locatie naar de andere overbrengen.

Een startup, Lebone Solutions genaamd, heeft een manier bedacht om deze microbiële elektriciteit te gebruiken om belichting en mobiele telefoon aan te bieden op het Afrikaanse platteland.

Microbiële batterijenof microbiële brandstofcellen, zijn al een tijdje in onderzoekslaboratoria, maar hun vermogen is zo laag dat ze meestal zijn gezien als iets om te verkennen voor een toekomstig gebruik. Ze konden op geen enkele manier een wasdroger aandrijven. Maar Lebone Solutions heeft een toepassing gevonden voor de microbiële batterijen: er is maar een klein beetje stroom voor nodig om een ​​lampje te laten branden of een mobiele telefoon op te laden.

Het apparaat is eenvoudig te maken. Het bestaat voornamelijk uit een grafietdoek (de anode) geplaatst in de bodem van een container, bedekt met aarde en een stuk kippengaas (de kathode). Een geleidende draad verbindt de anode en de kathode om een ​​circuit te creëren, met een LED aangesloten op het circuit.

Omdat de microben het afval in de bodem opeten, produceren ze elektronen. Die elektronen willen naar een meer positieve lading stromen, dus reizen ze door het bacterienetwerk en bewegen ze van de grafietdoekanode door de geleidende draad om bij de kippengaaskathode te komen. Aangezien deze stroom door het circuit loopt, licht een LED op.

Lebone schat dat een brandstofcel van 10,7 vierkante voet (1 vierkante meter) 1 volt produceert, wat een mobiele telefoon kan opladen; 53.8 (5 vierkante meter) kan een lamp of een ventilator voeden [bron: Grifantini].

In de ontwikkelde wereld zou een microbiële brandstofcel geen efficiënte krachtbron zijn. Maar op het platteland van Afrika, waar geen stroombron voor het stroomnet is, kan dit soort installatie een welkome afwisseling zijn van een paar kilometer lopen om een ​​telefoon op te laden. Lebone introduceert momenteel de brandstofcel in verschillende Afrikaanse dorpen.

Raadpleeg de links op de volgende pagina voor meer informatie over Earth-batterijen, microbiële brandstofcellen en aanverwante onderwerpen.


Video Supplement: .




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com