土灯依赖于使土豆或柠檬钟起作用的相同原理。查看更多 绿色科学图片.

　　就传统的电气照明而言，电源种类并不多：它来自电网。当您拨动开关打开卧室灯时，电子开始从墙壁插座移动到灯的导电金属组件中。电子流过这些组件以完成电路，导致灯泡亮起(有关完整详细信息，请参阅灯泡的工作原理。

　　替代电源 不过，它们正在崛起，照明也不例外。你会发现风力灯，比如荷兰设计公司Demakersvan的路灯，它有一个帆布涡轮机，可以在大风条件下发电。这 伍兹太阳能EZ-帐篷 当太阳下山时，使用屋顶安装的太阳能电池板为帐篷内的LED串供电。飞利浦在其原型Light Blossom路灯中结合了这两种电源，当阳光明媚时，它从太阳能电池板获取电力，在阳光明媚时从顶部安装的风力涡轮机获取电力。我们不要忘记最古老的动力来源：人类劳动。像 Dynamo 动能手电筒这样的设备会在用户泵送杠杆时产生光线。

　　我们大多数人都熟悉风能、太阳能和动能以及它们能做什么。但是，去年米兰设计周上展出的一款设备引起了人们对一种我们并不经常听到的能源的关注：泥土。

　　在本文中，我们将了解土壤灯的工作原理并探索其应用。这实际上是一种非常著名的发电方式，于 1841 年首次展示。今天，至少有两种方法可以利用土壤发电：一种，土壤基本上充当电子流动的介质;另一方面，土壤实际上正在产生电子。

　　让我们从米兰展示的土壤灯开始。该设备使用污垢作为您在常规旧电池中工作过程中发现的过程的一部分。

　　地球电池灯

　　荷兰产品设计师Marieke Staps创造了所谓的土壤灯。

　　照片由 玛丽克·斯塔普斯荷兰产品设计师玛丽克·斯塔普斯(Marieke Staps)创造了所谓的 土壤灯.虽然设计本身是新的，但它包含一个相当古老的概念，有时被称为“地球电池”。

　　1841年，发明家亚历山大·贝恩(Alexander Bain)展示了普通旧泥土发电的能力。他在地下放置了两块金属 - 一块铜，一块锌 - 相距约3.2英尺(1米)，并用电线连接它们。结果是电，大约1伏特的价值 - 足以为他连接到电路的时钟供电[来源： 电子电气].

　　这种污垢设置类似于常见的 丹尼尔电池，其历史可以追溯到 1830 年代。丹尼尔电池由两部分组成：铜(阴极)悬浮在硫酸铜溶液中，锌(阳极)悬浮在硫酸锌溶液中。这些溶液是电解质 - 含有离子的液体。电解质促进锌和铜之间的电子交换，产生然后引导电流。一 地球电池 - 以及土豆电池或柠檬电池，就此而言 - 本质上与丹尼尔电池做同样的事情，尽管效率较低。地球电池不使用锌和硫酸铜作为电解质，而是使用污垢。

　　当你把铜电极和锌电极放在一个泥浆容器中(它必须是湿的)，这两种金属开始反应，因为锌往往比铜更容易失去电子，而且因为污垢含有离子。润湿污垢会将其变成真正的电解质“溶液”。 因此，电极开始交换电子，就像在标准电池中一样。

　　如果电极接触，它们在反应时会产生大量的热量。但是由于它们被土壤隔开，自由电子为了在不均匀带电的金属之间移动，必须穿过连接两种金属的导线。将LED连接到完成的电路，你就得到了一盏土灯。

　　这个过程不会永远持续下去 - 最终土壤会分解，因为污垢会耗尽其电解质。不过，更换土壤会重新启动这一过程。

　　Staps的土壤灯是一个设计概念 - 它不在市场上(尽管你可以创建自己的 - 只需在土豆灯实验中将“土豆”替换为“泥容器”)。

　　一种更新的地球电池方法使用土壤作为发电的更活跃的参与者。就微生物燃料电池而言，重要的是泥土中的东西。

　　微生物电池灯

　　只需少量电量即可运行灯或为手机充电。

　　如果你的院子里有一个堆肥堆，你已经知道污垢是一种活性物质。或者更确切地说，它包含了很多活动 - 土壤中的活微生物不断将我们的废物代谢成有用的产品。在堆肥堆中，该产品是肥料。但是有些微生物会产生更强大的东西：电子流。

　　细菌种类如 希瓦氏菌, 铁蔷薇和 地细菌硫还原剂天然存在于土壤中，不仅在分解食物(我们的废物)的过程中产生电子，而且还可以将这些电子从一个位置转移到另一个位置。

　　一家名为Lebone Solutions的初创公司提出了一种方法，可以利用这种微生物电力在非洲农村地区提供照明和手机充电。

　　微生物电池或 微生物燃料电池，已经在研究实验室中存在了一段时间，但它们的功率输出非常低，它们大多被视为未来使用的东西。他们无论如何都无法为干衣机供电。但Lebone Solutions已经发现了微生物电池的用途：只需少量电量即可运行灯或为手机充电。

　　该设备易于创建。它主要由放置在容器底部的石墨布(阳极)组成，上面覆盖着土壤和一段鸡丝(阴极)。导电线连接阳极和阴极以形成电路，LED连接到电路。

　　当微生物吃掉土壤中的废物时，它们会产生电子。这些电子想要流向更正电荷，因此它们穿过细菌网络，从石墨布阳极穿过导电线到达鸡丝阴极。当电流流过电路时，LED 亮起。

　　Lebone估计，一个10.7平方英尺(1平方米)的燃料电池将产生1瓦特，可以为手机充电;53.8(5平方米)可以为灯或风扇供电[来源： 格里凡蒂尼].

　　在发达国家，微生物燃料电池不是一种有效的动力源。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目前正在几个非洲村庄引入燃料电池。

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