Îți plac cartofii? Nu esti singur. Oamenii din întreaga lume cultivă cartofi și îi transformă în cartofi prăjiți, salată de cartofi, piure de cartofi și alte zeci de feluri de mâncare gustoase. Ceea ce nu știu și ceea ce poate nu ați știut până acum, este că cartofii pot fi, de asemenea, o sursă de energie. Cercetătorii israelieni au descoperit că energia cartofului poate lumina o cameră timp de 20 de ore sau chiar încărca un telefon mobil.
Ce? Cum este posibil? Nimeni nu a primit vreodată un șoc de la un cartof. Nici măcar nu are terminale negative și pozitive, deci cum poate fi o baterie? Sucurile din această legumă amidonă sunt cele care fac o baterie de cartofi. Sunt bogate în acid fosforic, conțin tot felul de săruri dizolvate și sodiu (Na+), potasiu (K+) și clorură (Cl-) ionii abundă. Acești ioni fac din sucul de cartof un electrolit, care este un fluid capabil să conducă electricitatea. Tot ce trebuie să faceți este să adăugați o pereche de electrozi. Dacă alegeți electrozi din materialele potrivite, unul dintre ei (catodul) va produce electroni liberi, iar celălalt (anodul) îi va atrage. Acest lucru creează o diferență de încărcare și, atunci când conectați electrozii cu un fir conductor, curentul va curge.
Nu-ți face griji. Curentul de la o baterie de cartofi nu va fi suficient pentru a vă răni. Dacă atingeți firul gol cu degetul, este posibil să simțiți o furnicătură ușoară. Puteți crește tensiunea conectând mai multe dintre aceste baterii de cartofi și, în cele din urmă, puteți genera suficient pentru a aprinde un LED, care va rămâne aprins până se va consuma sucul de cartofi. Asta ar putea dura aproape o zi.
Cum se construiește o baterie de cartofi
Probabil că veți găsi tot ce aveți nevoie pentru a face o baterie de cartofi prin casă. Dacă nu, puteți găsi ceea ce aveți nevoie la orice magazin de hardware.
Lucruri de care ai nevoie
- Cuie zincată
- Cuie de cupru SAU lungime scurtă de sârmă de cupru de calibru 10 sau 12 SAU un ban
- Multimetru cu cabluri cu aligator
Cartofii sunt curățați de obicei înainte de a veni la magazin, dar au deseori murdărie reziduală. Frecați-l cu apă și uscați cartoful cu un prosop. Aceasta elimină posibilitatea ca impuritățile să interfereze cu proiectul dvs. de știință a cartofului. Dacă aveți un cartof mare, s-ar putea să vă gândiți să îl tăiați în jumătate. O jumătate de cartof funcționează la fel de bine ca unul întreg și îl puteți așeza pe masă, astfel încât să nu se rostogolească.
Împingeți unghia de zinc în cartof aproape de un capăt. Ar trebui să pătrundă la jumătatea drumului în miez. Introduceți electrodul de cupru la aceeași adâncime cât mai aproape posibil de capătul opus al cartofului. (Dacă v-ați tăiat cartoful în jumătate, așezați electrodul și cuie pe părțile opuse ale jumătății verticale.) Cei doi electrozi nu trebuie să se atingă unul de celălalt. De fapt, cu cât distanța dintre electrozi este mai mare, cu atât bateria va funcționa mai bine. Dacă folosiți un bănuț ca electrod de cupru, poate fi necesar să faceți o mică tăietură în pielea cartofului cu un cuțit pentru a crea o fantă pentru acesta.
Setați contorul să citească volți în intervalul de 2 volți. Conectați cablul pozitiv (roșu) la electrodul de cupru, care este anodul, și cablul negativ (negru) la electrodul de zinc, care este catodul. Verifică contorul și voilà! Veți observa o citire pozitivă de aproximativ 0,5 volți.
Creșterea tensiunii
Dacă deconectați cablurile de la contor și le conectați la un LED, probabil că nu se va aprinde. Un LED are nevoie de cel puțin 1,5 volți și 10 miliamperi de curent, iar bateria pentru cartofi furnizează doar aproximativ 0,5 volți. Nu uitați însă că puteți crește tensiunea conectând bateriile în serie. Probabil puteți obține suficientă tensiune de la trei cartofi pentru a lumina un LED.
Pregătiți încă două baterii de cartofi, apoi folosiți fire cu cleme de aligator pentru a le conecta împreună. Atașați un cablu al unui fir la anodul de pe primul cartof și celălalt cablu la catodul de pe al doilea. Atașați un cablu al unui al doilea fir la anodul celui de-al doilea cartof și celălalt cablu la catodul celui de-al treilea cartof. Acest lucru vă lasă un catod liber (pe primul cartof) și un anod liber (pe al treilea cartof). Conectați contorul la acești electrozi și ar trebui să obțineți o citire de cel puțin 1,5 volți. Acum deconectați contorul și conectați LED-ul și ar trebui să strălucească slab.
Puteți continua să creșteți tensiunea adăugând mai multe baterii, dar de fapt aveți nevoie de mai mult curent pentru a face LED-ul să strălucească. Creșteți curentul prin cablarea bateriilor în paralel.
Creșterea curentului
Pentru a construi o bancă de baterii care furnizează aceeași tensiune, dar dublă curentul, veți avea nevoie de încă trei baterii de cartofi și încă șase fire de conectare. Separați cartofii în trei perechi și conectați fiecare pereche în paralel prin unirea anodilor cu un fir și a catodilor acestora cu un alt fir. Acum conectați cele trei perechi împreună în serie conectând un anod al unei perechi la catodul unei a doua perechi și un anod al acelei perechi la un catod al celei de-a treia. Conectați cablurile la un catod al primei perechi și la un anod al celei de-a treia și atingeți cablurile la LED. Ar trebui să ardă mult mai puternic.
Această configurare ar trebui să furnizeze suficientă energie electrică pentru a alimenta un ceas digital. În caz contrar, banca dvs. de baterii pentru ceasul de cartofi poate avea nevoie de încă una sau două perechi de cartofi.
Folosind puterea Veggie pentru a lumina lumea
Multe comunități rurale din întreaga lume sunt prea departe de o rețea electrică pentru a avea electricitate. Într-un efort de a furniza lumină acestor comunități, o echipă condusă de Haim Rabinowitch de la Universitatea Ebraică din Ierusalim a construit un dispozitiv care funcționează cu felii de cartofi. Echipa a găsit ceva foarte interesant. Fierberea unui cartof timp de opt minute crește de fapt capacitatea sa electrică. Fierberea rupe membranele celulare din interiorul cartofilor și îmbunătățește electroliții prin punerea la dispoziție a mai multor ioni. Au descoperit că fierberea crește debitul electric cu un factor de 10, ceea ce reprezintă o diferență semnificativă.
Folosind o singură felie de cartof fiert, echipa de cercetători israelieni a construit o baterie care alimenta un LED timp de până la 20 de ore. Când ledul s-a stins, au introdus pur și simplu o felie proaspătă de cartof fiert pentru a obține încă 20 de ore de lumină.
Cartofii nu sunt singurele fructe sau legume care pot face acest lucru. Lămâile, portocalele, merele, căpșunile și bananele au sucuri electrolitice, iar unele dintre acestea - în special lămâile - funcționează chiar mai bine decât cartofii. Problemele cu majoritatea fructelor și legumelor sunt duble: nu sunt la fel de dure ca cartofii și atrag insecte. Cartofii mai au un avantaj. Fiind a patra cultură alimentară din lume, acestea sunt disponibile în întreaga lume.
Rabinowitch și echipa sa au creat un kit de baterii de cartofi care vine cu tot ce aveți nevoie pentru a crea electricitate. Pur și simplu adăugați cartofi. Costul energiei electrice pe care o generați în acest fel este de aproximativ 9 USD pe kilowatt oră. Acest lucru se compară favorabil cu puterea unei baterii cu celule D, care costă aproximativ 84 USD pe kilowatt oră.