土燈依賴于使土豆或檸檬鐘起作用的相同原理。查看更多 綠色科學圖片.

　　就傳統的電氣照明而言，電源種類并不多：它來自電網。當您撥動開關打開臥室燈時，電子開始從墻壁插座移動到燈的導電金屬組件中。電子流過這些組件以完成電路，導致燈泡亮起(有關完整詳細信息，請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。你會發現風力燈，比如荷蘭設計公司Demakersvan的路燈，它有一個帆布渦輪機，可以在大風條件下發電。這 伍茲太陽能EZ-帳篷 當太陽下山時，使用屋頂安裝的太陽能電池板為帳篷內的LED串供電。飛利浦在其原型Light Blossom路燈中結合了這兩種電源，當陽光明媚時，它從太陽能電池板獲取電力，在陽光明媚時從頂部安裝的風力渦輪機獲取電力。我們不要忘記最古老的動力來源：人類勞動。像 Dynamo 動能手電筒這樣的設備會在用戶泵送杠桿時產生光線。

　　我們大多數人都熟悉風能、太陽能和動能以及它們能做什么。但是，去年米蘭設計周上展出的一款設備引起了人們對一種我們并不經常聽到的能源的關注：泥土。

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

　　讓我們從米蘭展示的土壤燈開始。該設備使用污垢作為您在常規舊電池中工作過程中發現的過程的一部分。

　　地球電池燈

　　荷蘭產品設計師Marieke Staps創造了所謂的土壤燈。

　　照片由 瑪麗克·斯塔普斯荷蘭產品設計師瑪麗克·斯塔普斯(Marieke Staps)創造了所謂的 土壤燈.雖然設計本身是新的，但它包含一個相當古老的概念，有時被稱為“地球電池”。

　　1841年，發明家亞歷山大·貝恩(Alexander Bain)展示了普通舊泥土發電的能力。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。結果是電，大約1伏特的價值 - 足以為他連接到電路的時鐘供電[來源： 電子電氣].

　　這種污垢設置類似于常見的 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 - 含有離子的液體。電解質促進鋅和銅之間的電子交換，產生然后引導電流。一 地球電池 - 以及土豆電池或檸檬電池，就此而言 - 本質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，而是使用污垢。

　　當你把銅電極和鋅電極放在一個泥漿容器中(它必須是濕的)，這兩種金屬開始反應，因為鋅往往比銅更容易失去電子，而且因為污垢含有離子。潤濕污垢會將其變成真正的電解質“溶液”。 因此，電極開始交換電子，就像在標準電池中一樣。

　　如果電極接觸，它們在反應時會產生大量的熱量。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，必須穿過連接兩種金屬的導線。將LED連接到完成的電路，你就得到了一盞土燈。

　　這個過程不會永遠持續下去 - 最終土壤會分解，因為污垢會耗盡其電解質。不過，更換土壤會重新啟動這一過程。

　　Staps的土壤燈是一個設計概念 - 它不在市場上(盡管你可以創建自己的 - 只需在土豆燈實驗中將“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。

　　微生物電池燈

　　只需少量電量即可運行燈或為手機充電。

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

　　細菌種類如 希瓦氏菌, 鐵薔薇和 地細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)的過程中產生電子，而且還可以將這些電子從一個位置轉移到另一個位置。

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

　　微生物電池或 微生物燃料電池，已經在研究實驗室中存在了一段時間，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供電。但Lebone Solutions已經發現了微生物電池的用途：只需少量電量即可運行燈或為手機充電。

　　該設備易于創建。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)。導電線連接陽極和陰極以形成電路，LED連接到電路。

　　當微生物吃掉土壤中的廢物時，它們會產生電子。這些電子想要流向更正電荷，因此它們穿過細菌網絡，從石墨布陽極穿過導電線到達雞絲陰極。當電流流過電路時，LED 亮起。

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

　　在發達國家，微生物燃料電池不是一種有效的動力源。但是在沒有網絡電源的非洲農村，這種設置可能是一個可喜的變化，從步行幾英里為話充電。Lebone目前正在幾個非洲村莊引入燃料電池。

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