Słona woda może służyć jako elektrolit w akumulatorze, wytwarzając energię elektryczną. Bateria składa się z trzech części: elektrolitu i dwóch elektrod, które są wykonane z różnych materiałów, często metali. Niektóre z pierwszych baterii, wykonane przez Alessandro Voltę około 1880 roku, wykorzystywały słoną wodę, srebro i cynk do wytwarzania energii elektrycznej. Ten typ baterii jest łatwy do zbudowania i eksperymentowania.
Elektrolity i baterie
W wodzie sól kuchenna lub chlorek sodu (NaCl) rozpuszczają się w dodatnio naładowane jony sodu (Na+) i ujemnie naładowane jony chloru (Cl-). Chemicy nazywają taki roztwór jonów elektrolitem. W akumulatorze jedna elektroda, zwana katodą, wrzuca elektrony do roztworu, pozostawiając ładunek dodatni. W tym samym czasie druga elektroda, anoda, zbiera elektrony, nadając jej ładunek ujemny. Jony w elektrolicie ułatwiają ten proces. Nierównowaga ładunków między dwiema elektrodami tworzy różnicę potencjałów elektrycznych lub napięcie. Jeśli połączysz zaciski w obwodzie, elektrony zgromadzone w anodzie przepłyną przez obwód z powrotem do katody, wytwarzając prąd elektryczny.
Twój własny stos Volta
Volta wykonał swoją baterię „Voltaic Pile” z jednostek składających się z nasączonego słoną wodą papieru umieszczonego między srebrnym dyskiem a dyskiem cynkowym. Ułożył tę podstawową jednostkę, aby stworzyć baterię o znacznym napięciu. Terminem na takie podstawowe jednostki są komórki. Podobną baterię można dość łatwo zrobić z artykułami gospodarstwa domowego. Potrzebne będzie pięć groszy wyprodukowanych po 1982 roku, karton lub tektura, sól, woda, taśma elektryczna, papier ścierny o ziarnistości 120 i dwa druty z odsłoniętymi końcami. Pennies wykonane w 1983 roku i później to krążki cynkowe pokryte miedzią. Dzięki temu nie potrzebujemy dwóch różnych rodzajów metalowych dysków, jak zrobiła to Volta.
Budowanie baterii
Zeszlifuj jedną stronę czterech pensów aż do płaskiej cynkowej powierzchni. Rozpuść jedną łyżkę soli w szklance wody (podgrzewanie pomaga). Z kartonu wytnij cztery krążki mniej więcej wielkości pensów i zanurz je w słonej wodzie. Połóż jedną pensową miedzianą stroną w dół na stole i umieść na niej namoczony krążek. Kontynuuj układanie naprzemiennie pensów i nasączonych krążków, z nienaruszonym pensem na ostatnim namoczonym krążku. Trzymając jeden drut na pierwszej monecie i jeden na ostatniej monecie, owinąć zespół taśmą izolacyjną, aby utrzymać go razem. Uszczelnienie całego urządzenia taśmą zapobiegnie parowaniu, dzięki czemu bateria będzie działać dłużej.
Korzystanie z baterii
Każda komórka, składająca się z cynkowej strony jednego pensa, nasączonego dysku i miedzianej strony drugiego pensa, generuje około jednego wolta. Z czterema ogniwami bateria wygeneruje około czterech woltów. Możesz to przetestować za pomocą multimetru. Ponadto cztery wolty wystarczą, aby dioda LED świeciła jasno. Podłącz krótki przewód od diody LED do końca baterii, która ma nienaruszony grosz. To jest anoda – ujemny biegun baterii.
Dalsze eksperymenty
Prawie każda kombinacja dwóch różnych metali na elektrody tworzy baterię. Różne kombinacje dają różne napięcia. Możesz zrobić baterię podobną do Volty, układając ogniwa wykonane z nasączonego słoną wodą kartonu umieszczonego między dwoma różnymi metalami. Pomysły obejmują pensy i monety, pensy i aluminium (folia lub piaskowane kawałki puszek), pensy i podkładki ocynkowane oraz niepowlekane podkładki stalowe i aluminiowe.