Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από αλμυρό νερό

Το αλμυρό νερό μπορεί να χρησιμεύσει ως ηλεκτρολύτης σε μια μπαταρία, παράγοντας ηλεκτρική ενέργεια. Μια μπαταρία έχει τρία μέρη: έναν ηλεκτρολύτη και δύο ηλεκτρόδια, τα οποία είναι κατασκευασμένα από διαφορετικά υλικά, συχνά μέταλλα. Μερικές από τις πρώτες μπαταρίες, που κατασκευάστηκαν από την Alessandro Volta γύρω στο 1880, χρησιμοποίησαν αλμυρό νερό, ασήμι και ψευδάργυρο για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτός ο τύπος μπαταρίας είναι εύκολο να κατασκευαστεί και να πειραματιστεί.

Σε νερό, επιτραπέζιο αλάτι ή χλωριούχο νάτριο (NaCl), διαλύεται σε θετικά φορτισμένα ιόντα νατρίου (Na +) και αρνητικά φορτισμένα ιόντα χλωρίου (Cl-). Οι χημικοί αποκαλούν μια λύση ιόντων όπως αυτό ηλεκτρολύτη. Σε μια μπαταρία, ένα ηλεκτρόδιο, που ονομάζεται κάθοδος, ρίχνει ηλεκτρόνια στο διάλυμα, αφήνοντάς το με θετικό φορτίο. Ταυτόχρονα, το άλλο ηλεκτρόδιο, η άνοδος, συλλέγει ηλεκτρόνια, δίνοντάς του αρνητικό φορτίο. Τα ιόντα στον ηλεκτρολύτη διευκολύνουν αυτήν τη διαδικασία Η ανισορροπία φορτίου μεταξύ των δύο ηλεκτροδίων δημιουργεί διαφορά ηλεκτρικού δυναμικού ή τάση. Εάν συνδέσετε τους ακροδέκτες σε ένα κύκλωμα, τα ηλεκτρόνια που συσσωρεύονται στην άνοδο θα ρέουν μέσω του κυκλώματος πίσω στην κάθοδο, δημιουργώντας ένα ηλεκτρικό ρεύμα.

Ο Βόλτα έφτιαξε τη μπαταρία του "Voltaic Pile" με μονάδες που αποτελούνται από χαρτί εμποτισμένο με θαλασσινό νερό, ανάμεσα σε ασημένιο δίσκο και δίσκο ψευδαργύρου. Συνέβαλε αυτήν τη βασική μονάδα για να δημιουργήσει μια μπαταρία με σημαντική τάση. Ο όρος για τέτοιες βασικές μονάδες είναι κελιά. Μπορείτε να φτιάξετε μια παρόμοια μπαταρία πολύ εύκολα με οικιακά είδη. Θα χρειαστείτε πέντε πένες φτιαγμένες μετά το 1982, χαρτόνι ή χαρτόνι, αλάτι, νερό, ηλεκτρική ταινία, γυαλόχαρτο 120 grit και δύο καλώδια με απογυμνωμένα άκρα. Οι πένες που κατασκευάστηκαν το 1983 και μετά είναι δίσκοι ψευδαργύρου με επικάλυψη χαλκού. Χάρη σε αυτό το γεγονός, δεν χρειαζόμαστε δύο διαφορετικούς τύπους μεταλλικών δίσκων όπως η Volta.

Τρίψτε τη μία πλευρά των τεσσάρων πένας μέχρι την επίπεδη επιφάνεια ψευδαργύρου. Διαλύστε μια κουταλιά της σούπας αλάτι σε ένα φλιτζάνι νερό (βοηθά στη θέρμανση). Από το χαρτόνι, κόψτε τέσσερις δίσκους περίπου στο μέγεθος των πένων και βυθίστε τους στο αλμυρό νερό. Τοποθετήστε μια πένα χάλκινη πλευρά προς τα κάτω στο τραπέζι και τοποθετήστε έναν εμποτισμένο δίσκο πάνω του. Συνεχίστε τη στοίβαξη εναλλάσσοντας πένες και εμποτισμένους δίσκους, με την άθικτη πένα πάνω από τον τελευταίο μουλιασμένο δίσκο. Κρατώντας ένα καλώδιο στο πρώτο νόμισμα και ένα στο τελευταίο νόμισμα, τυλίξτε την ηλεκτρική ταινία γύρω από το συγκρότημα για να το κρατήσετε μαζί. Το σφράγισμα ολόκληρης της μονάδας με ταινία θα εμποδίσει την εξάτμιση, κάνοντας τη μπαταρία να διαρκεί περισσότερο.

Κάθε κελί, που αποτελείται από την πλευρά ψευδάργυρου μιας δεκάρας, έναν εμποτισμένο δίσκο και την πλευρά χαλκού μιας άλλης δεκάρας, παράγει περίπου ένα βολτ. Με τέσσερα στοιχεία, η μπαταρία σας θα παράγει περίπου τέσσερα βολτ. Μπορείτε να το δοκιμάσετε με πολύμετρο. Επίσης, τα τέσσερα βολτ είναι αρκετά για να κάνουν ένα LED να λάμπει έντονα. Συνδέστε το βραχυκύκλωμα από το LED στο άκρο της μπαταρίας που έχει την άθικτη πένα. Αυτή είναι η άνοδος - ο αρνητικός πόλος της μπαταρίας.

Σχεδόν οποιοσδήποτε συνδυασμός δύο διαφορετικών μετάλλων για τα ηλεκτρόδια θα παράγει μια μπαταρία. Διαφορετικοί συνδυασμοί αποδίδουν διαφορετικές τάσεις. Μπορείτε να φτιάξετε μια μπαταρία παρόμοια με τη Volta, συγκεντρώνοντας κελιά από χαρτόνι εμποτισμένο με θαλασσινό νερό που στριμώχνεται μεταξύ δύο διαφορετικών μετάλλων. Οι ιδέες περιλαμβάνουν πένες και νικέλια, πένες και αλουμίνιο (αλουμινόχαρτα ή λουστραρισμένα κομμάτια ποπ κουτιών), πένες και ροδέλες με επίστρωση ψευδαργύρου, και μη επικαλυμμένες ροδέλες και αλουμίνιο.