Вы любите картошку? Ты не одинок. Люди во всем мире выращивают картофель и превращают его в картофель фри, картофельный салат, картофельное пюре и десятки других вкусных блюд. Чего они не знают, и чего вы, возможно, не знали до сих пор, так это того, что картофель также может быть источником энергии. Израильские исследователи обнаружили, что энергия картофеля может осветить комнату на 20 часов или даже зарядить мобильный телефон.
Какие? Как такое возможно? Картошка никого не шокировала. У него даже нет отрицательной и положительной клемм, так как же это может быть аккумулятор? Именно соки этого крахмалистого овоща делают картофельную батарею. Они богаты фосфорной кислотой, содержат всевозможные растворенные соли, а также натрий (Na+), калий (K+) и хлорид (Cl-) ионы имеются в большом количестве. Эти ионы превращают картофельный сок в электролит - жидкость, способную проводить электричество. Все, что вам нужно сделать, это добавить пару электродов. Если вы выберете электроды из правильных материалов, один из них (катод) будет производить свободные электроны, а другой (анод) будет их притягивать. Это создает разницу зарядов, и когда вы соединяете электроды проводящим проводом, течет ток.
Не волнуйся. Тока от картофельной батареи не хватит, чтобы поранить вас. Если прикоснуться пальцем к оголенному проводу, вы можете почувствовать легкое покалывание. Вы можете увеличить напряжение, соединив вместе несколько таких картофельных батарей, и в конечном итоге вы сможете произвести достаточно энергии, чтобы зажечь светодиод, который будет гореть до тех пор, пока не израсходуется картофельный сок. Это может занять почти день.
Как построить картофельную батарею
Вы, вероятно, найдете все необходимое, чтобы сделать в доме батарею из картофеля. В противном случае вы можете найти то, что вам нужно, в любом строительном магазине.
Вещи, которые вам понадобятся
- Оцинкованный гвоздь
- Медный гвоздь ИЛИ короткий медный провод 10 или 12 калибра ИЛИ пенни
- Мультиметр с зажимами из крокодиловой кожи
Картофель обычно чистят перед тем, как он попадает в магазин, но часто на нем есть остаточная грязь. Смойте водой и вытрите картофель полотенцем. Это исключает возможность попадания примесей в ваш научный проект по картофелеводству. Если у вас большой картофель, можно разрезать его пополам. Половина картофеля работает так же хорошо, как и целая, и вы можете положить ее на стол, чтобы она не каталась.
Вдавите цинковый гвоздь в картофель с одного конца. Он должен проникать примерно наполовину в сердцевину. Вставьте медный электрод на ту же глубину как можно ближе к противоположному концу картофеля. (Если вы разрезали картофель пополам, поместите электрод и гвоздь на противоположные стороны вертикальной половины.) Два электрода не должны касаться друг друга. Фактически, чем больше расстояние между электродами, тем лучше будет работать аккумулятор. Если вы используете пенни в качестве медного электрода, вам, возможно, придется сделать небольшой надрез на кожуре картофеля ножом, чтобы создать для него прорезь.
Настройте измеритель на показания вольт в диапазоне 2 вольт. Подключите положительный (красный) вывод к медному электроду, который является анодом, а отрицательный (черный) вывод к цинковому электроду, который является катодом. Проверьте счетчик, и вуаля! Вы заметите положительное значение около 0,5 вольт.
Повышение напряжения
Если вы отсоедините провода от измерителя и подключите их к светодиоду, он, вероятно, не загорится. Для светодиода требуется не менее 1,5 вольт и 10 миллиампер тока, а от картофельной батареи - всего около 0,5 вольт. Однако помните, что вы можете увеличить напряжение, подключив батареи последовательно. Вероятно, вы можете получить достаточно напряжения от трех картофелин, чтобы зажечь светодиод.
Подготовьте еще две картофельные батарейки и соедините их проводами с зажимами из крокодиловой кожи. Присоедините один вывод одного провода к аноду на первом картофеле, а другой вывод к катоду на втором. Присоедините один вывод второго провода к аноду на втором картофеле, а другой вывод к катоду на третьем картофеле. Это оставляет вам свободный катод (на первом картофеле) и свободный анод (на третьем картофеле). Подключите измеритель к этим электродам, и вы должны получить показание не менее 1,5 вольт. Теперь отключите счетчик и подключите светодиод, он должен тускло светиться.
Вы можете продолжать увеличивать напряжение, добавляя больше батарей, но на самом деле вам нужно больше тока, чтобы светодиод светился ярче. Вы увеличиваете ток, соединяя батареи параллельно.
Увеличение тока
Чтобы построить аккумуляторную батарею, которая обеспечивает то же напряжение, но вдвое больше тока, вам понадобятся еще три картофельных аккумулятора и еще шесть соединительных проводов. Разделите картофель на три пары и соедините каждую пару параллельно, соединив аноды одним проводом, а их катоды - другим проводом. Теперь соедините три пары последовательно, соединив анод одной пары с катодом второй пары и анод этой пары с катодом третьей. Подключите выводы к катоду первой пары и аноду третьей и коснитесь выводами светодиода. Он должен гореть намного ярче.
Эта установка должна обеспечивать достаточно электричества для питания цифровых часов. Если нет, то вашему батарейному блоку для картофельных часов может потребоваться еще одна или две пары картофелин.
Использование вегетарианской энергии для освещения мира
Многие сельские общины по всему миру находятся слишком далеко от электросети, чтобы иметь электричество. Стремясь обеспечить эти общины светом, группа, возглавляемая Хаимом Рабиновичем из Еврейского университета в Иерусалиме, сконструировала устройство, которое работает с ломтиками картофеля. Команда нашла кое-что очень интересное. Варка картофеля в течение восьми минут на самом деле увеличивает его электрическую мощность. Кипячение разрушает клеточные мембраны внутри картофеля и усиливает электролиты, делая доступным больше ионов. Они обнаружили, что кипение увеличивает электрический поток в 10 раз, что является значительной разницей.
Из одного ломтика вареного картофеля израильская исследовательская группа сконструировала батарею, которая питала светодиод до 20 часов. Когда светодиод погас, они просто вставили свежий ломтик вареного картофеля, чтобы получить дополнительные 20 часов света.
Картофель - не единственные фрукты и овощи, которые могут это сделать. Лимоны, апельсины, яблоки, клубника и бананы содержат электролитические соки, и некоторые из них, особенно лимоны, работают даже лучше, чем картофель. У большинства фруктов и овощей есть две проблемы: они не такие твердые, как картофель, и привлекают насекомых. У картофеля есть еще одно преимущество. Будучи четвертой по численности продовольственной культурой в мире, они доступны во всем мире.
Рабинович и его команда создали комплект картофельных батарей, в котором есть все необходимое для выработки электричества. Просто добавьте картошку. Стоимость электроэнергии, которую вы производите таким образом, составляет около 9 долларов за киловатт-час. Это выгодно отличается от энергии от батареи D-cell, которая стоит около 84 долларов за киловатт-час.