Главная Работы на конкурс Предметное образование Естественно-научные дисциплины
Научно-исследовательский проект «Микробный топливный элемент»
Автор: Выходцева Елизавета Дмитриевна, Выходцева Кира Дмитриевна, Ширибазаров Алексей Эрдэмович
Место работы/учебы (аффилиация): МАОУ Лицей ИГУ, г. Иркутск, 10 класс
Научный руководитель: Барахтенко Евгений Алексеевич
Цель: исследование эффективности работы микробного топливного элемента как двойной технологии для одновременной генерации электричества и снижения уровня органических загрязнений в сточных водах и создание действующего прототипа МТЭ из доступных материалов.
Задачи:
- Изучить теоретический материал: разобраться в принципах работы МТЭ, строении анодной и катодной камер и роли электрогенных бактерий.
- Спроектировать и собрать устройство: сконструировать модель топливного элемента (выбрать материалы для электродов и тип мембраны).
- Выбрать и подготовить субстрат: отобрать образцы сточных вод (или подготовить модельный раствор) и определить в них начальные показатели загрязнения (например, прозрачность или уровень ХПК).
- Провести эксперимент: запустить МТЭ и в течение определенного времени фиксировать выходные электрические параметры (напряжение и силу тока) с помощью мультиметра.
- Оценить эффективность очистки: сравнить состояние сточных вод до и после эксперимента.
- Проанализировать результаты: сделать вывод о зависимости мощности МТЭ от состава воды и оценить перспективы применения данной технологии в реальных масштабах.
Проблема: в научно-популярной литературе и Интернет-источниках широко представлены описания упрощенных конструкций МТЭ из подручных материалов. Однако достоверность этих данных не подтверждена: отсутствуют систематические исследования, которые бы показывали, какие именно доступные материалы (типы электродов, виды мембран, источники бактерий) обеспечивают стабильную работу МТЭ и позволяют получить измеримые электрические характеристики.
Научная новизна работы. Концепция «двойной выгоды», отражённая в данной исследовательской работе сочетает в себе очистку сточных вод и выработку «зеленого» электричества, создавая устойчивое инновационное решение проблемы, связанной с экологией, а также позволяет открывать и практиковать новые методы получения электричества.
Гипотеза: использование микробных топливных элементов позволит эффективно совместить процесс глубокой биологической очистки сточных вод от органических загрязнений с получением электрической энергии, достаточной для питания маломощных датчиков или систем мониторинга.
Объект и предмет исследования: микробный топливный элемент (конструкция, бактерии, субстрат); электрохимические и биологические аспекты его работы (выходная мощность, перенос электронов, эффективность очистки)
Методы исследования: эксперимент (сборка и запуск МТЭ), измерение (напряжения и силы тока мультиметром), расчет (плотности мощности и тока), наблюдение (за изменением цвета субстрата и работой элемента).
Смотреть похожие работы
Исследовательская работа «Гигиена рук современных подростков»
Исследовательская работа «Влияние ультрафиолетового излучения на жизнедеятельность бактериальных клеток (Lactobacillus plantarum)»
Доступна к просмотру полнотекстовая версия работы
Добавить комментарий