案例4 可拆式净化水体鸟粪石产生太阳能电池
钟梓屿
可拆式净化水体鸟粪石产生太阳能电池由钟梓屿同学发明。钟梓屿同学荣获第15届中国青少年创造力大赛银奖(参赛编号201919114),参赛时就读于厦门市集美中学,现就读于石河子大学水利建筑工程学院土木专业。发明指导教师:罗凡华。
一、轻松发明方案
(一)发明名称:可拆式净化水体鸟粪石产生太阳能电池
(二)发明方案附图
(三)发明方案附图各组成部分说明
各组成部分名称:1.太阳能电池板;2.Mg电极电池;3.阴离子交换膜;4.MgCl2溶液成品室;5.反应室;6.富营养水体入口;7.鸟粪石出料口;8.净化水体出口。
补充说明:因为人类大量排放化学药品进入河流,导致全球多地水源出现富营养化,造成藻类疯长,水生物大量死亡。导致水体环境破坏的主要原因是富营养化水体富含氮磷化合物,而这类物质可用来制作农用肥料——鸟粪石[Mg(NH4)PO4·6H2O];Mg电极电池是用Mg作电极,用MgCl2-HCl溶液作电解液,从而产生电能,以及制作鸟粪石原料之一的MgCl2溶液;向富营养水体入口通入稀释后的富营养水体;鸟粪石出料口可收取经MgCl2溶液与稀释富营养水体反应后产生的鸟粪石晶体;净化水体出口可将净化后的水体排入湖泊河流;太阳能电池板可吸收太阳能及Mg电极电池反应时所放出的能量。
二、轻松发明方法
(一)创造法名称:生态经济创造法
(二)生态经济创造法原理
随着科技不断发展,地球的生态也无时无刻不受到人类及其科技的影响。科技的进步使人类可预知灾难,同时也可用科技改善自然环境,实现人与自然和谐共处。
(三)生态经济创造法应用要领
我们可利用现代科技来完成一些在古代无法完成的保护环境的工作。例如,我们可通过生物或化学手段抑制赤潮的发生,也可以通过基因手段拯救濒危物种。之前,我们一直从有利自身的角度考虑,现在,我们更应该从保护环境的角度思考,这也许会带来新的发现。
三、轻松发明思想
(一)发明家的思维模式
很多人看同一个物品,会有不同的想法,比如发明家也可从保护生态、提升经济效益的方面考虑,产生构想,并将其进行改进,进而完成方案。
(二)发明家的行为模式
发明家在现实生活中,常会观察一些可利用的废物,看看是否可将其转化为有用物质,或研究一下污染环境的物质,考虑是否可回收,保护环境且增加效益。
(三)参赛者的发明梦想
因为臭氧层被破坏,全球温度升高,我曾想长大后发明一台机器,可填补臭氧空洞。希望人类可以发展至一个与生态共同发展的和谐阶段。
(四)罗老师点评
发明创造方案可以是简单明了的,也可以是复杂详细的,由于学生进行发明创造时,常常缺乏实验条件,使得方案结构比较简单,技术含量不高,这也是青少年发明创造的主要特征。
人类社会发展史就是一部发明创造的历史,人们因为发明创造而自豪,时代因为发明创造而进步,因此,培养小发明家,是十分伟大的工作。而发明创造课程能很大程度地激发青少年的创造力,这个精品课程的核心价值正是有效培养学生的创造力。
由钟梓屿同学发明的可拆式净化水体鸟粪石产生太阳能电池,实际上是一种关于太阳能运用的发明创造,涉及的技术已经超出中学生的知识范围,其发明创造设计方案还是比较初级,结构也比较简单,缺乏技术细节说明。但是,因为该学生对太阳能有兴趣,所以选择了高科技的发明创造项目。我们十分重视学生的发明创造兴趣是否可以持续培养。发明创造兴趣是发明创造动力之源,因为有兴趣,发明者会主动收集太阳能技术的相关资料来阅读研究,主动进入太阳能制造公司参观学习与探究,将来还有可能成为太阳能技术的爱好者和专家,设计水平就会更高,专业能力也会更强。