2021作品

MicroBergy-永續自營的水質監測裝置

  • 發表科系:台灣大學國際三校農業生技與健康醫療碩士學位學程、南台科技大學產品設計系、輔仁大學大眾傳播學系(畢)、銘傳大學商品設計學系(畢)
  • 得獎名次:科技部社會需求首獎
  • 解決問題:健康/水資源/海洋汙染
  • 靈感生物:藤壺的附著力、微血管大接觸表面積降低流速
作品簡介

本作品分為三層。最底層為微電流晶片層,負責接受電訊號並發送無線訊號,並由wireless hub發送到雲端。中層為特斯拉單向閥入水口,能將水流減速引入。上層為微生物反應槽,應用微生物燃料電池之原理,能產生電訊號至底部的微電流晶片層。

微生物燃料電池:永續自營的水質監測
以傳統燃料電池為架構,分為陰陽兩極反應槽,並外接導線及電阻形成一個完整的電路。在陽極反應槽(Anode chamber)為微生物進行氧化反應處,將有機廢物分解氧化,並將電子傳遞到電極;(Cathode chamber)為微生物進行還原反應處,吸收電子並將帶正電之金屬離子還原。

藤壺式仿生設計:穩固的水下安裝
體積小、重量輕,有著大比例的底面積,輔以斜面式設計,能降低水流受力。結合水下膠或螺絲能簡潔便利且穩固地做水下安裝。

微血管仿生設計:高效的陰陽極設計
大接觸表面積、降低流速的特性應用在陰陽設計,能增加發電效率和穩定流量。微生物反應層外壁上開有入水孔,管路延伸至微生物反應槽內部,並由另一側開水口離開。管壁由內而外為陰極、質子交換膜與陽極。

電訊號發送流程:微電流電訊號發送
由PICU收集電源,經MCU透過藍芽將無線訊號送至離岸太陽能板供電之wireless hub,隨後將監測資料上傳雲端。

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