PIN SINH HỌC – NGUỒN ĐIỆN MỘT CHIỀU ỔN ĐỊNH

Cuộc thi sáng tạo Khoa học – Kĩ thuật dành cho học sinh Trung học

Tênđề tài
PIN SINH HỌC – NGUỒN ĐIỆN MỘT CHIỀU ỔN ĐỊNH


MỤC LỤC
TÊN ĐỀ TÀI................................................................................................trang1
TÓM TẮT ĐỀ TÀI.....................................................................................trang 2
I. MỤC LỤC ..............................................................................................trang 0
I. TỔNG QUAN..........................................................................................trang 3
1. Lý do chọn đề tài ....................................................................................trang 3
2. Mục tiêu nghiên cứu................................................................................trang 3
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ...............................................trang 4
4. Giới hạn và phạm vi nghiên cứu .........................................................trang 4-5
II. CƠ SỞ LÝ LUẬN .................................................................................trang 5
III. DỤNG CỤ VÀ PHƯƠNG PHÁP CỨU ..............................................trang 6
1. Bản vẽ ban đầu .......................................................................................trang 6
2. Dụng cụ, vật liệu và thiết bị chuẩn bị......................................................trang 7
3. Sơ đồ quy trình vận hành........................................................................trang 7
4. Số liệu minh chứng ................................................................................trang 8
IV. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ..................................................................trang 9
1. Ưu điểm ...................................................................................................trang9
2. Khuyết điểm ............................................................................................trang9
V.THẢO LUẬN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ..........................................trang 10
1. Thực trạng ............................................................................................trang 10
2. Thảo luận ..............................................................................................trang 10
VI. HÌNH ẢNH SẢN PHẨM TRONG QUÁTRÌNH THỰC HIỆN ......trang 10
VII. KẾT LUẬN .......................................................................................trang11
VIII. TÀI LIỆU THAM KHẢO ...............................................................trang 11

BẢN TÓM TẮT ĐỀ TÀI DỰ THI


Cuộc thi “Khoa học Kỹ thuật dành cho học sinh trung học’’
Tên sản phẩm : PIN SINH HỌC
1. Mục tiêu nghiên cứu:
- Tạo ra một nguồn điện mới sử dụng nguyên liệu sẵn có trong thực tế đời sống
thường ngày để góp phần tiết kiệm nhiên liệu trong thời kì thiếu hụt và cạn kiệt.
- Áp dụng những kiến thức đã học vào thực tế nhằm giúp đời sống phát triển và
nâng cao, ngồi ra cịn tăng tính sang tạo và mở rộng tầm hiểu biết của bản
thân.
- Góp phần cho việc bảo vệ mơi trường, qua đó góp phần hạn chế được những
tác hại của việc ô nhiễm môi trường gây ra cho con người như làm giảm các
nguy cơ về các bệnh ung thư, tim mạch,..Không những thế, nó cịn tạo cho con
người quen với việc sử dụng các năng lượng tái chế, năng lượng sạch.
- Sử dụng một dạng năng lượng mới giúp hạn chế sử dụng nhiên liệu.
- Nâng cao và phát triển ngành điện sinh học tại Việt Nam → một ngành khoa
học mới và cần được phát triển.
2. Cách thức thu thập dữ liệu:
- Quan sát thu thập thông tin về việc sử dụng các loại pin hiện nay đang sử
dụng
- Trình bày ý tưởng, thảo luận giải pháp và khả năng thực hiện đề tài.
- Thiết kế bản vẽ, mạch điện, cấu tạo
- Tính tốn số liệu kĩ thuật và chuẩn bị dụng cụ, vật liệu và kinh phí thực hiện
- Thiết kế sản phẩm mơ hình và cho sản phẩm hoạt động thử nghiệm để kiểm
tra đối chứng ý tưởng so với kết quả
4. Kết luận ban đầu (do quá trình nghiên cứu tài liệu)
Loại pin sinh học sử dụng năng lượng chuyển hóa glucose đã có những chuyển
biến tích cực khi đã tạo ra dòng điện một chiều với hiệu điện thế tối đa là 5V và

ứng dụng tương tự như pin tiểu: có thể làm sáng bóng đèn dây tóc, làm hoạt động
các thiết bị điện sử dụng dòng điện một chiều (cánh quạt nhỏ, quạt máy tính,…),
có thể áp dụng cho việc sử dụng nguồn điện trong các phòng thiết bị vật lí trong
các thí nghiệm với nguồn điện một chiều. Pin sinh học đang trong quá trình nghiên


cứu mở rộng và thương mại hóa sản phẩm pin thân thiện với mơi trường này.
Ngồi ra pin sinh học không thải chất độc hại ra môi trường, nên rất thân thiện với
môi trường và dễ sử dụng.
I. TỔNG QUAN
1. Lý do chọn đề tài;
Hiện nay, vấn đề ô nhiễm mơi trường là một trong những đề tài nóng bỏng của
xã hội. Môi trường ngày đang bị hủy hoại bởi q trình cơng nghiệp hóa hiện đại
hóa và nó đã tác động xấu đến sức khỏe của con người. Nhất là khi việc khơng khí,
đất và nước bị nhiễm kim loại ngày càng tăng cao, điều đó đã ảnh hưởng tiêu cực
đến việc thay đổi khi hậu và con người. Ô nhiễm môi trường đã gây nên nhiều loại
bệnh như viêm phổi, viêm đường hô hấp… hay các bệnh về mắt như viêm giác
mạc,đau mắt đỏ hay nặng hơn nữa là các bệnh ung thư, môi trường ô nhiễm kim
loại cịn gây ra các bệnh về đột biến gene… Chính vì vậy mà việc ơ nhiễm mơi
trường ảnh hường rất xấu đến con người, và môi trường đang ngày càng bị hủy
hoại trầm trọng hơn nữa bởi các hoạt động sống của con người.
Khơng những thế, q trình cơng nghiệp hóa đã dẫn đến việc thiếu hụt năng
lượng, làm cho giá thành điện tăng cao, nên việc sử dụng tiết kiệm năng lượng là
rất quan trọng.Thiếu hụt nguồn nhiên liệu còn là mối quan tâm của Thế giới hiện
nay khi các nguồn tài nguyên đang bị giảm sút một cách trầm trọng. Như chúng ta
cũng biết rằng, phải mất hằng triệu năm, lượng khống sản nhiên liệu mới có khả
năng tái tạo lại được, thế nhưng, con người đã sử dụng và ngày càng khai thác một
cách không khoa học. Chính vì vậy mà việc sừ dụng nguồn năng lượng sạch là một
giải pháp được các quốc gia khuyến khích.
Pin tiểu có giá thành rất rẻ và được sử dụng rất rộng rãi trên khắp Thế giới.

Thành phần chính của các loại pin tiểu này là kẽm-mangan, mangan kiềm,
mangan, mangan lithium… một trong những loại pin tiểu tối ưu nhất hiện nay là
pin Lithium bởi nó thân thiện với mơi trường, khơng gây độc hại trong q trình
xử lí. Thế nhưng, việc sử dụng quá mức loại pin tiểu đã đặt ra một vấn đề xử lí một
lượng khổng lồ pin tiểu, điều này đã ít nhiều ảnh hưởng đến môi trường sống con
người. Việc tạo ra một dạng năng lượng mới có khả năng thay thế loại pin tiểu là
một việc làm rất cần thiết. Nó khơng chỉ góp phần bảo vệ mơi trường sống mà cịn


giúp bảo vệ sức khỏe của người sử dụng. Tất cả điều này đã làm cho em nảy ra ý
tưởng thực hiện nghiên cứu “Pin sinh học”
2. Mục tiêu nghiên cứu:
- Tạo ra một nguồn điện mới sử dụng nguyên liệu sẵn có trong thực tế đời sống
thường ngày để góp phần tiết kiệm nhiên liệu trong thời kì thiếu hụt và cạn kiệt.
- Áp dụng những kiến thức đã học vào thực tế nhằm giúp đời sống phát triển và
nâng cao, ngồi ra cịn tăng tính sang tạo và mở rộng tầm hiểu biết của bản
thân.
- Góp phần cho việc bảo vệ mơi trường, qua đó góp phần hạn chế được những
tác hại của việc ô nhiễm môi trường gây ra cho con người như làm giảm các
nguy cơ về các bệnh ung thư, tim mạch,..Khơng những thế, nó còn tạo cho con
người quen với việc sử dụng các năng lượng tái chế, năng lượng sạch.
- Sử dụng một dạng năng lượng mới giúp hạn chế sử dụng nhiên liệu mà

ngun

liệu chính là từ nguồn thức ăn có chứa glucose hay giấy vụn ngâm trong enzyme
Amylase → dễ tìm thấy trong tự nhiên.
- Nâng cao và phát triển ngành điện sinh học tại Việt Nam → một ngành khoa
học mới và cần được phát triển.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Hiện nay mọi người đều sử dụng loại pin hóa học – hay cịn gọi là pin tiểu với
giá thành khá rẻ và dễ sử dụng. Thế nhưng do thành phần chính của loại pin này là
kim loại (kẽm-mangan, mangan kiềm, mangan, mangan lithium… )cùng với
carbon hoạt tính thế nên một phần nào đó nó đã gây hại đến người dung khi tiếp
xúc nhiều với nó. Khơng những thế, người dùng loại pin này càng ngàng càng gia
tăng, điều này lại vơ tình tạo nên một lượng lớn rác thải pin (do tuổi thọ pin khơng
cao và là loại năng lượng có thời hạn sử dụng. Vì vậy mà lượng kim loại trong pin
đã ngấm vào đất, khơng khí, nước gây ơ nhiễm kim loại trầm trọng. Việc phát triển
lọa pin sẽ giải quyết được hạn chế này
Việc tạo ra loại pin sinh học là bước ngoặt lớn, giúp ngành sinh – hóa – lí nâng
lên một tầm cao mới, phát triển ứng dụng sinh học vào việc sản xuất năng lượng
sạch – rất cần thiết hiện nay.


Ngồi ra, nó cịn giúp tiết kiệm nguồn nhiên liệu, khuyến khích và đem những
sản phẩm năng lượng sinh học khơng ảnh hưởng mơi trường đến cho người sử
dụng, góp phần làm tăng ý thức bảo vệ môi trường của mỗi người.
4. Giới hạn và phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu ra loại pin sinh học dựa trên những nghiên cứu sẵn có trong việc phát
triển loại pin sinh học (pin sinh học của SONY 2008) tạo ra nguồn điện một chiều
có thể sử dụng trong các thiết bị nhỏ như làm quay cánh quạt chạ