Ti piacciono le patate? Non sei solo. Persone in tutto il mondo coltivano patate e le trasformano in patatine fritte, insalata di patate, purè di patate e dozzine di altri gustosi piatti. Quello che non sanno, e quello che forse non sapevi fino ad ora, è che anche le patate possono essere una fonte di energia. Ricercatori israeliani hanno scoperto che l'energia delle patate può illuminare una stanza per 20 ore o persino caricare un telefono cellulare.
Che cosa? Come è possibile? Nessuno ha mai avuto uno shock da una patata. Non ha nemmeno i terminali negativo e positivo, quindi come può essere una batteria? Sono i succhi all'interno di questo ortaggio amidaceo che fanno una batteria di patate. Sono ricchi di acido fosforico, contengono tutti i tipi di sali disciolti e sodio (Na+), potassio (K+) e cloruro (Cl-) ioni abbondano. Questi ioni fanno del succo di patata un elettrolita, che è un fluido in grado di condurre elettricità. Tutto quello che devi fare è aggiungere un paio di elettrodi. Se scegli elettrodi realizzati con i materiali giusti, uno di essi (il catodo) produrrà elettroni liberi e l'altro (l'anodo) li attirerà. Questo crea una differenza di carica e quando si collegano gli elettrodi con un filo conduttore, la corrente scorrerà.
Non preoccuparti. La corrente di una batteria di patate non sarà sufficiente a farti del male. Se tocchi il filo scoperto con il dito, potresti avvertire un leggero formicolio. È possibile aumentare la tensione collegando insieme diverse di queste batterie a patate e alla fine è possibile generare abbastanza per accendere un LED, che rimarrà acceso fino a quando il succo di patate non si esaurirà. Potrebbe volerci quasi un giorno.
Come costruire una batteria di patate
Probabilmente troverai tutto il necessario per creare una batteria di patate in casa. In caso contrario, puoi trovare ciò di cui hai bisogno in qualsiasi negozio di ferramenta.
Cose di cui avrai bisogno
- Chiodo zincato
- Chiodo di rame O un filo di rame di calibro 10 o 12 O un centesimo
- Multimetro con cavi a coccodrillo
Le patate vengono solitamente pulite prima di arrivare al negozio, ma spesso hanno dello sporco residuo. Strofinare con acqua e asciugare la patata con un asciugamano. Ciò elimina la possibilità che le impurità interferiscano con il tuo progetto di scienza delle patate. Se hai una patata grande, potresti considerare di tagliarla a metà. Mezza patata va bene come una intera e puoi appoggiarla sul tavolo in modo che non rotoli.
Spingi il chiodo di zinco nella patata vicino a un'estremità. Dovrebbe penetrare circa a metà nel nucleo. Inserire l'elettrodo di rame alla stessa profondità il più vicino possibile all'estremità opposta della patata. (Se hai tagliato a metà la patata, posiziona l'elettrodo e il chiodo sui lati opposti della metà verticale.) I due elettrodi non devono toccarsi. Infatti, maggiore è la distanza tra gli elettrodi, meglio funzionerà la batteria. Se usi un centesimo come elettrodo di rame, potresti dover fare un piccolo taglio nella buccia della patata con un coltello per creare una fessura per esso.
Impostare lo strumento per leggere i volt nell'intervallo di 2 volt. Collegare il cavo positivo (rosso) all'elettrodo di rame, che è l'anodo, e il cavo negativo (nero) all'elettrodo di zinco, che è il catodo. Controlla il tassametro e voilà! Noterai una lettura positiva di circa 0,5 volt.
Aumentare la tensione
Se scolleghi i cavi dallo strumento e li colleghi a un LED, probabilmente non si accenderà. Un LED ha bisogno di almeno 1,5 volt e 10 milliampere di corrente e la batteria della patata fornisce solo circa 0,5 volt. Ricorda però che puoi aumentare la tensione collegando le batterie in serie. Probabilmente puoi ottenere abbastanza tensione da tre patate per illuminare un LED.
Prepara altre due batterie a patata, quindi usa i fili con i coccodrilli per collegarli insieme. Collegare un cavo di un filo all'anodo della prima patata e l'altro al catodo della seconda. Collegare un cavo di un secondo filo all'anodo della seconda patata e l'altro cavo al catodo della terza patata. Questo ti lascia un catodo libero (sulla prima patata) e un anodo libero (sulla terza patata). Collega lo strumento a questi elettrodi e dovresti ottenere una lettura di almeno 1,5 volt. Ora scollega lo strumento e collega il LED, dovrebbe brillare debolmente.
Potresti continuare ad aumentare la tensione aggiungendo più batterie, ma in realtà hai bisogno di più corrente per far brillare il LED. Aumenti la corrente collegando le batterie in parallelo.
Aumentare la corrente
Per costruire un banco di batterie che fornisca la stessa tensione ma il doppio della corrente, avrai bisogno di altre tre batterie a patata e altri sei cavi di connessione. Separare le patate in tre coppie e collegare ciascuna coppia in parallelo unendo gli anodi con un filo e i loro catodi con un altro filo. Ora collega le tre coppie in serie collegando un anodo di una coppia al catodo di una seconda coppia e un anodo di quella coppia a un catodo della terza. Collegare i cavi a un catodo della prima coppia e un anodo del terzo e toccare i cavi al LED. Dovrebbe bruciare molto più brillantemente.
Questa configurazione dovrebbe fornire elettricità sufficiente per alimentare un orologio digitale. In caso contrario, il tuo banco di batterie per l'orologio a patate potrebbe aver bisogno di una o due paia di patate in più.
Usare il potere vegetariano per illuminare il mondo
Molte comunità rurali in tutto il mondo sono troppo lontane da una rete elettrica per avere elettricità. Nel tentativo di fornire luce a queste comunità, un team guidato da Haim Rabinowitch dell'Università Ebraica di Gerusalemme ha costruito un dispositivo che funziona con fette di patate. La squadra ha trovato qualcosa di molto interessante. Bollire una patata per otto minuti ne aumenta la capacità elettrica. L'ebollizione rompe le membrane cellulari all'interno delle patate e migliora gli elettroliti rendendo disponibili più ioni. Hanno scoperto che l'ebollizione aumenta il flusso elettrico di un fattore 10, che è una differenza significativa.
Utilizzando una singola fetta di patata bollita, il team di ricerca israeliano ha costruito una batteria che ha alimentato un LED per un massimo di 20 ore. Quando il LED si è spento, hanno semplicemente inserito una fetta fresca di patata bollita per ottenere altre 20 ore di luce.
Le patate non sono l'unica frutta o verdura che può farlo. Limoni, arance, mele, fragole e banane hanno tutti succhi elettrolitici e alcuni di questi, in particolare i limoni, funzionano anche meglio delle patate. I problemi con la maggior parte di frutta e verdura sono duplici: non sono duri come le patate e attirano gli insetti. Le patate hanno un vantaggio in più. Essendo la quarta coltura alimentare più abbondante al mondo, sono disponibili in tutto il mondo.
Rabinowitch e il suo team hanno creato un kit di batterie per patate che include tutto il necessario per creare elettricità. Aggiungi semplicemente le patate. Il costo dell'elettricità generata in questo modo è di circa $ 9 per kilowattora. Ciò si confronta favorevolmente con la potenza di una batteria a celle D, che costa circa $ 84 per kilowattora.