Magst du Kartoffeln? Du bist nicht allein. Menschen auf der ganzen Welt bauen Kartoffeln an und verarbeiten sie zu Pommes Frites, Kartoffelsalat, Kartoffelpüree und Dutzenden anderer leckerer Gerichte. Was sie nicht wissen und was Sie vielleicht bis jetzt noch nicht wussten, ist, dass Kartoffeln auch eine Energiequelle sein können. Israelische Forscher haben herausgefunden, dass Kartoffelenergie 20 Stunden lang einen Raum erleuchten oder sogar ein Handy aufladen kann.
Was? Wie ist das möglich? Niemand hat jemals einen Schock von einer Kartoffel bekommen. Es hat nicht einmal negative und positive Pole, wie kann es also eine Batterie sein? Es sind die Säfte in diesem stärkehaltigen Gemüse, die eine Kartoffelbatterie bilden. Sie sind reich an Phosphorsäure, enthalten alle Arten von gelösten Salzen und Natrium (Na+), Kalium (K+) und Chlorid (Cl-) Ionen im Überfluss. Diese Ionen machen Kartoffelsaft zu einem Elektrolyten, einer Flüssigkeit, die Strom leiten kann. Alles, was Sie tun müssen, ist ein Paar Elektroden hinzuzufügen. Wenn Sie Elektroden aus den richtigen Materialien wählen, erzeugt eine von ihnen (die Kathode) freie Elektronen und die andere (die Anode) zieht sie an. Dadurch entsteht ein Ladungsunterschied, und wenn Sie die Elektroden mit einem leitenden Draht verbinden, fließt Strom.
Mach dir keine Sorgen. Der Strom einer Kartoffelbatterie wird nicht ausreichen, um Sie zu verletzen. Wenn Sie den blanken Draht mit dem Finger berühren, können Sie ein leichtes Kribbeln spüren. Sie können die Spannung erhöhen, indem Sie mehrere dieser Kartoffelbatterien miteinander verdrahten, und schließlich können Sie genug erzeugen, um eine LED zum Leuchten zu bringen, die leuchtet, bis der Kartoffelsaft aufgebraucht ist. Das kann fast einen Tag dauern.
Wie man eine Kartoffelbatterie baut
Sie werden wahrscheinlich alles finden, was Sie brauchen, um eine Kartoffelbatterie im Haus zu bauen. Wenn nicht, finden Sie in jedem Baumarkt, was Sie brauchen.
Dinge, die du brauchen wirst
- Zinkverzinkter Nagel
- Kupfernagel ODER kurze Länge von 10- oder 12-Gauge-Kupferdraht ODER ein Penny
- Multimeter mit Krokodilklemmenkabel
Kartoffeln werden normalerweise gereinigt, bevor sie in den Laden kommen, aber sie haben oft Restschmutz. Schrubbe diese mit Wasser ab und trockne die Kartoffel mit einem Handtuch ab. Dies beseitigt die Möglichkeit, dass Verunreinigungen Ihr Kartoffelforschungsprojekt stören. Wenn Sie eine große Kartoffel haben, können Sie sie halbieren. Eine halbe Kartoffel funktioniert genauso gut wie eine ganze, und Sie können sie flach auf den Tisch legen, damit sie nicht herumrollt.
Drücken Sie den Zinknagel nahe einem Ende in die Kartoffel. Es sollte etwa zur Hälfte in den Kern eindringen. Führen Sie die Kupferelektrode in der gleichen Tiefe so nah wie möglich am gegenüberliegenden Ende der Kartoffel ein. (Wenn Sie Ihre Kartoffel halbiert haben, platzieren Sie die Elektrode und den Nagel auf gegenüberliegenden Seiten der aufrechten Hälfte.) Die beiden Elektroden sollten sich nicht berühren. Je größer der Abstand zwischen den Elektroden ist, desto besser funktioniert die Batterie. Wenn Sie einen Penny als Kupferelektrode verwenden, müssen Sie möglicherweise mit einem Messer einen kleinen Schnitt in die Kartoffelschale machen, um einen Schlitz dafür zu schaffen.
Stellen Sie das Messgerät so ein, dass es Volt im 2-Volt-Bereich anzeigt. Verbinden Sie die positive (rote) Leitung mit der Kupferelektrode, die die Anode ist, und die negative (schwarze) Leitung mit der Zinkelektrode, die die Kathode ist. Überprüfen Sie das Messgerät und voilà! Sie werden einen positiven Messwert von etwa 0,5 Volt feststellen.
Erhöhen der Spannung
Wenn Sie die Kabel vom Messgerät trennen und an eine LED anschließen, leuchtet sie wahrscheinlich nicht. Eine LED benötigt mindestens 1,5 Volt und 10 Milliampere Strom, und die Kartoffelbatterie liefert nur etwa 0,5 Volt. Denken Sie jedoch daran, dass Sie die Spannung erhöhen können, indem Sie Batterien in Reihe schalten. Sie können wahrscheinlich genug Spannung von drei Kartoffeln erhalten, um eine LED zum Leuchten zu bringen.
Bereiten Sie zwei weitere Kartoffelbatterien vor und verwenden Sie dann Drähte mit Krokodilklemmen, um sie miteinander zu verbinden. Befestigen Sie eine Leitung eines Drahtes an der Anode der ersten Kartoffel und die andere Leitung an der Kathode der zweiten. Befestigen Sie eine Leitung eines zweiten Drahtes an der Anode der zweiten Kartoffel und die andere Leitung an der Kathode der dritten Kartoffel. Dadurch bleibt Ihnen eine freie Kathode (an der ersten Kartoffel) und eine freie Anode (an der dritten Kartoffel). Schließen Sie das Messgerät an diese Elektroden an und Sie sollten mindestens 1,5 Volt ablesen. Trennen Sie nun das Messgerät und schließen Sie die LED an, und sie sollte schwach leuchten.
Sie könnten die Spannung weiter erhöhen, indem Sie weitere Batterien hinzufügen, aber Sie benötigen tatsächlich mehr Strom, um die LED heller leuchten zu lassen. Sie erhöhen den Strom, indem Sie Batterien parallel schalten.
Strom erhöhen
Um eine Batteriebank aufzubauen, die die gleiche Spannung, aber den doppelten Strom liefert, benötigen Sie drei weitere Kartoffelbatterien und sechs weitere Anschlussdrähte. Trennen Sie die Kartoffeln in drei Paare und verbinden Sie jedes Paar parallel, indem Sie Anoden mit einem Draht und ihre Kathoden mit einem anderen Draht verbinden. Verdrahten Sie nun die drei Paare in Reihe, indem Sie eine Anode eines Paares an die Kathode eines zweiten Paares und eine Anode dieses Paares an eine Kathode des dritten anschließen. Verbinden Sie die Leitungen mit einer Kathode des ersten Paares und einer Anode des dritten und berühren Sie die Leitungen mit der LED. Es sollte viel heller brennen.
Dieses Setup sollte genügend Strom liefern, um eine Digitaluhr mit Strom zu versorgen. Wenn nicht, benötigt Ihre Kartoffeluhr-Batteriebank möglicherweise ein oder zwei weitere Kartoffelpaare.
Mit Veggie Power die Welt erleuchten
Viele ländliche Gemeinden weltweit sind zu weit von einem Stromnetz entfernt, um Strom zu haben. Um diese Gemeinden mit Licht zu versorgen, konstruierte ein Team um Haim Rabinowitch von der Hebräischen Universität Jerusalem ein Gerät, das mit Kartoffelscheiben arbeitet. Das Team hat etwas sehr Interessantes gefunden. Das Kochen einer Kartoffel für acht Minuten erhöht tatsächlich ihre elektrische Kapazität. Das Kochen reißt die Zellmembranen im Inneren der Kartoffeln auf und verbessert die Elektrolyte, indem mehr Ionen verfügbar gemacht werden. Sie fanden heraus, dass das Kochen den elektrischen Fluss um den Faktor 10 erhöht, was ein signifikanter Unterschied ist.
Aus einer einzigen Scheibe gekochter Kartoffel konstruierte das israelische Forschungsteam eine Batterie, die eine LED bis zu 20 Stunden lang mit Strom versorgte. Als die LED ausging, fügten sie einfach eine frische Scheibe gekochte Kartoffel ein, um weitere 20 Stunden Licht zu bekommen.
Kartoffeln sind nicht das einzige Obst oder Gemüse, das dies kann. Zitronen, Orangen, Äpfel, Erdbeeren und Bananen haben alle elektrolytische Säfte, und einige davon – insbesondere Zitronen – funktionieren sogar besser als Kartoffeln. Die meisten Obst- und Gemüsesorten haben zwei Probleme: Sie sind nicht so hart wie Kartoffeln und ziehen Insekten an. Kartoffeln haben noch einen weiteren Vorteil. Als vierthäufigste Nahrungspflanze der Welt sind sie auf der ganzen Welt erhältlich.
Rabinowitch und sein Team haben ein Kartoffelbatterie-Kit entwickelt, das alles enthält, was Sie zur Stromerzeugung benötigen. Einfach Kartoffeln hinzufügen. Die Kosten für den Strom, den Sie auf diese Weise erzeugen, betragen etwa 9 US-Dollar pro Kilowattstunde. Das ist im Vergleich zur Leistung eines D-Zellen-Akkus günstig, der etwa 84 US-Dollar pro Kilowattstunde kostet.