土燈依賴于使土豆或檸檬鐘起作用的相同原理。查看更多 綠色科學(xué)圖片.

　　就傳統(tǒng)的電氣照明而言，電源種類并不多：它來自電網(wǎng)。當(dāng)您撥動(dòng)開關(guān)打開臥室燈時(shí)，電子開始從墻壁插座移動(dòng)到燈的導(dǎo)電金屬組件中。電子流過這些組件以完成電路，導(dǎo)致燈泡亮起(有關(guān)完整詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱燈泡的工作原理。

　　替代電源 不過，它們正在崛起，照明也不例外。你會(huì)發(fā)現(xiàn)風(fēng)力燈，比如荷蘭設(shè)計(jì)公司Demakersvan的路燈，它有一個(gè)帆布渦輪機(jī)，可以在大風(fēng)條件下發(fā)電。這 伍茲太陽能EZ-帳篷 當(dāng)太陽下山時(shí)，使用屋頂安裝的太陽能電池板為帳篷內(nèi)的LED串供電。飛利浦在其原型Light Blossom路燈中結(jié)合了這兩種電源，當(dāng)陽光明媚時(shí)，它從太陽能電池板獲取電力，在陽光明媚時(shí)從頂部安裝的風(fēng)力渦輪機(jī)獲取電力。我們不要忘記最古老的動(dòng)力來源：人類勞動(dòng)。像 Dynamo 動(dòng)能手電筒這樣的設(shè)備會(huì)在用戶泵送杠桿時(shí)產(chǎn)生光線。

　　我們大多數(shù)人都熟悉風(fēng)能、太陽能和動(dòng)能以及它們能做什么。但是，去年米蘭設(shè)計(jì)周上展出的一款設(shè)備引起了人們對(duì)一種我們并不經(jīng)常聽到的能源的關(guān)注：泥土。

　　在本文中，我們將了解土壤燈的工作原理并探索其應(yīng)用。這實(shí)際上是一種非常著名的發(fā)電方式，于 1841 年首次展示。今天，至少有兩種方法可以利用土壤發(fā)電：一種，土壤基本上充當(dāng)電子流動(dòng)的介質(zhì);另一方面，土壤實(shí)際上正在產(chǎn)生電子。

　　讓我們從米蘭展示的土壤燈開始。該設(shè)備使用污垢作為您在常規(guī)舊電池中工作過程中發(fā)現(xiàn)的過程的一部分。

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　　荷蘭產(chǎn)品設(shè)計(jì)師Marieke Staps創(chuàng)造了所謂的土壤燈。

　　照片由 瑪麗克·斯塔普斯荷蘭產(chǎn)品設(shè)計(jì)師瑪麗克·斯塔普斯(Marieke Staps)創(chuàng)造了所謂的 土壤燈.雖然設(shè)計(jì)本身是新的，但它包含一個(gè)相當(dāng)古老的概念，有時(shí)被稱為“地球電池”。

　　1841年，發(fā)明家亞歷山大·貝恩(Alexander Bain)展示了普通舊泥土發(fā)電的能力。他在地下放置了兩塊金屬 - 一塊銅，一塊鋅 - 相距約3.2英尺(1米)，并用電線連接它們。結(jié)果是電，大約1伏特的價(jià)值 - 足以為他連接到電路的時(shí)鐘供電[來源： 電子電氣].

　　這種污垢設(shè)置類似于常見的 丹尼爾電池，其歷史可以追溯到 1830 年代。丹尼爾電池由兩部分組成：銅(陰極)懸浮在硫酸銅溶液中，鋅(陽極)懸浮在硫酸鋅溶液中。這些溶液是電解質(zhì) - 含有離子的液體。電解質(zhì)促進(jìn)鋅和銅之間的電子交換，產(chǎn)生然后引導(dǎo)電流。一 地球電池 - 以及土豆電池或檸檬電池，就此而言 - 本質(zhì)上與丹尼爾電池做同樣的事情，盡管效率較低。地球電池不使用鋅和硫酸銅作為電解質(zhì)，而是使用污垢。

　　當(dāng)你把銅電極和鋅電極放在一個(gè)泥漿容器中(它必須是濕的)，這兩種金屬開始反應(yīng)，因?yàn)殇\往往比銅更容易失去電子，而且因?yàn)槲酃负须x子。潤濕污垢會(huì)將其變成真正的電解質(zhì)“溶液”。 因此，電極開始交換電子，就像在標(biāo)準(zhǔn)電池中一樣。

　　如果電極接觸，它們?cè)诜磻?yīng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量。但是由于它們被土壤隔開，自由電子為了在不均勻帶電的金屬之間移動(dòng)，必須穿過連接兩種金屬的導(dǎo)線。將LED連接到完成的電路，你就得到了一盞土燈。

　　這個(gè)過程不會(huì)永遠(yuǎn)持續(xù)下去 - 最終土壤會(huì)分解，因?yàn)槲酃笗?huì)耗盡其電解質(zhì)。不過，更換土壤會(huì)重新啟動(dòng)這一過程。

　　Staps的土壤燈是一個(gè)設(shè)計(jì)概念 - 它不在市場(chǎng)上(盡管你可以創(chuàng)建自己的 - 只需在土豆燈實(shí)驗(yàn)中將“土豆”替換為“泥容器”)。

　　一種更新的地球電池方法使用土壤作為發(fā)電的更活躍的參與者。就微生物燃料電池而言，重要的是泥土中的東西。

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　　只需少量電量即可運(yùn)行燈或?yàn)槭謾C(jī)充電。

　　如果你的院子里有一個(gè)堆肥堆，你已經(jīng)知道污垢是一種活性物質(zhì)。或者更確切地說，它包含了很多活動(dòng) - 土壤中的活微生物不斷將我們的廢物代謝成有用的產(chǎn)品。在堆肥堆中，該產(chǎn)品是肥料。但是有些微生物會(huì)產(chǎn)生更強(qiáng)大的東西：電子流。

　　細(xì)菌種類如 希瓦氏菌, 鐵薔薇和 地細(xì)菌硫還原劑天然存在于土壤中，不僅在分解食物(我們的廢物)的過程中產(chǎn)生電子，而且還可以將這些電子從一個(gè)位置轉(zhuǎn)移到另一個(gè)位置。

　　一家名為Lebone Solutions的初創(chuàng)公司提出了一種方法，可以利用這種微生物電力在非洲農(nóng)村地區(qū)提供照明和手機(jī)充電。

　　微生物電池或 微生物燃料電池，已經(jīng)在研究實(shí)驗(yàn)室中存在了一段時(shí)間，但它們的功率輸出非常低，它們大多被視為未來使用的東西。他們無論如何都無法為干衣機(jī)供電。但Lebone Solutions已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了微生物電池的用途：只需少量電量即可運(yùn)行燈或?yàn)槭謾C(jī)充電。

　　該設(shè)備易于創(chuàng)建。它主要由放置在容器底部的石墨布(陽極)組成，上面覆蓋著土壤和一段雞絲(陰極)。導(dǎo)電線連接陽極和陰極以形成電路，LED連接到電路。

　　當(dāng)微生物吃掉土壤中的廢物時(shí)，它們會(huì)產(chǎn)生電子。這些電子想要流向更正電荷，因此它們穿過細(xì)菌網(wǎng)絡(luò)，從石墨布陽極穿過導(dǎo)電線到達(dá)雞絲陰極。當(dāng)電流流過電路時(shí)，LED 亮起。

　　Lebone估計(jì)，一個(gè)10.7平方英尺(1平方米)的燃料電池將產(chǎn)生1瓦特，可以為手機(jī)充電;53.8(5平方米)可以為燈或風(fēng)扇供電[來源： 格里凡蒂尼].

　　在發(fā)達(dá)國家，微生物燃料電池不是一種有效的動(dòng)力源。但是在沒有網(wǎng)絡(luò)電源的非洲農(nóng)村，這種設(shè)置可能是一個(gè)可喜的變化，從步行幾英里為話充電。Lebone目前正在幾個(gè)非洲村莊引入燃料電池。

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