Gillar du potatis? Du är inte ensam. Människor över hela världen odlar potatis och förvandlar dem till pommes frites, potatissallad, potatismos och dussintals andra goda rätter. Vad de inte vet, och vad du kanske inte visste förrän nu, är att potatis också kan vara en energikälla. Israeliska forskare har upptäckt att potatisenergi kan lysa upp ett rum i 20 timmar eller till och med ladda en mobiltelefon.
Vad? Hur är det mojligt? Ingen har någonsin fått en chock från en potatis. Det har inte ens negativa och positiva terminaler, så hur kan det vara ett batteri? Det är juicerna i denna stärkelsegrönsak som gör ett potatisbatteri. De är rika på fosforsyra, de innehåller alla typer av upplösta salter och natrium (Na+), kalium (K+och klorid (Cl-) joner finns i överflöd. Dessa joner gör potatisjuice till en elektrolyt, som är en vätska som kan leda elektricitet. Allt du behöver göra är att lägga till ett par elektroder. Om du väljer elektroder gjorda av rätt material kommer en av dem (katoden) att producera fria elektroner och den andra (anoden) kommer att locka dem. Detta skapar en laddningsskillnad, och när du ansluter elektroderna med en ledande kabel kommer strömmen att strömma.
Oroa dig inte. Strömmen från ett potatisbatteri räcker inte för att skada dig. Om du vidrör den nakna ledningen med fingret kan du känna en mild stickning. Du kan öka spänningen genom att koppla ihop flera av dessa potatisbatterier, och i slutändan kan du generera tillräckligt för att tända en lysdiod, som kommer att förbli tänd tills potatisjuicen blir förbrukad. Det kan ta nästan en dag.
Hur man bygger ett potatisbatteri
Du hittar nog allt du behöver för att göra ett potatisbatteri runt huset. Om inte, kan du hitta vad du behöver i vilken hårdvaruaffär som helst.
Saker du behöver
- Zinkförzinkad spik
- Kopparspik ELLER kort längd av 10- eller 12-gauge koppartråd ELLER ett öre
- Multimeter med krokodilklämmor
Potatis rengörs vanligtvis innan de kommer till affären, men de har ofta kvarvarande smuts. Skrubba av det med vatten och torka av potatisen med en handduk. Detta tar bort möjligheten att föroreningar stör ditt potatisvetenskapliga projekt. Om du har en stor potatis kan du överväga att skära den på mitten. En halv potatis fungerar lika bra som en hel, och du kan lägga den platt på bordet så att den inte rullar runt.
Skjut in zinkspiken i potatisen nära ena änden. Den ska tränga in ungefär halvvägs in i kärnan. Sätt i kopparelektroden på samma djup så nära den motsatta änden av potatisen som möjligt. (Om du har skurit din potatis i mitten, placera elektroden och spik på motsatta sidor av den upprätta halvan.) De två elektroderna bör inte beröra varandra. Ju större avståndet mellan elektroderna är, desto bättre fungerar batteriet. Om du använder ett öre som kopparelektrod kan du behöva göra en liten skärning i potatisskalet med en kniv för att skapa en plats för den.
Ställ in mätaren så att den läser volt i 2-voltsområdet. Anslut den positiva (röda) ledningen till kopparelektroden, som är anoden, och den negativa (svarta) ledningen till zinkelektroden, som är katoden. Kontrollera mätaren och voilà! Du noterar en positiv avläsning på cirka 0,5 volt.
Öka spänningen
Om du kopplar bort ledningarna från mätaren och ansluter dem till en lysdiod tänds det antagligen inte. En lysdiod behöver minst 1,5 volt och 10 millimeter ström, och potatisbatteriet levererar endast cirka 0,5 volt. Kom dock ihåg att du kan öka spänningen genom att ansluta batterier i serie. Du kan antagligen få tillräckligt med spänning från tre potatisar för att tända en LED.
Förbered ytterligare två potatisbatterier och använd sedan ledningar med krokodilklämmor för att ansluta dem. Fäst en ledning av en tråd till anoden på den första potatisen och den andra ledningen till katoden på den andra. Fäst en ledning av en andra tråd till anoden på den andra potatisen och den andra ledningen till katoden på den tredje potatisen. Detta ger dig en fri katod (på den första potatisen) och en fri anod (på den tredje potatisen). Anslut mätaren till dessa elektroder, och du bör läsa av minst 1,5 volt. Koppla nu från mätaren och anslut LED-lampan så ska den lysa svagt.
Du kan fortsätta öka spänningen genom att lägga till fler batterier, men du behöver faktiskt mer ström för att lysdioden ska lysa ljusare. Du ökar strömmen genom att ansluta batterier parallellt.
Öka strömmen
För att bygga en batteribank som levererar samma spänning men dubbelt så stor ström behöver du ytterligare tre potatisbatterier och ytterligare sex anslutningsledningar. Separera potatisarna i tre par och anslut varje par parallellt genom att förena anoder med en tråd och deras katoder med en annan tråd. Koppla nu ihop de tre paren i serie genom att ansluta en anod av ett par till katoden för ett andra par och en anod för det paret till en katod för det tredje. Anslut ledningar till en katod i det första paret och en anod på den tredje och rör ledningarna till lysdioden. Det borde brinna mycket ljusare.
Denna installation ska ge tillräckligt med el för att driva en digital klocka. Om inte, kan din potatisklocka batteribank behöva ett eller två fler potatispar.
Använd Veggie Power för att tända världen
Många landsbygdssamhällen världen över är för långt från ett elnät för att ha el. I ett försök att tillhandahålla ljus för dessa samhällen konstruerade ett team under ledning av Haim Rabinowitch från det hebreiska universitetet i Jerusalem en enhet som fungerar med skivor potatis. Teamet hittade något mycket intressant. Att koka en potatis i åtta minuter ökar faktiskt dess elektriska kapacitet. Kokning bryter cellmembranen inuti potatisen och förstärker elektrolyterna genom att göra fler joner tillgängliga. De fann att kokning ökar det elektriska flödet med en faktor 10, vilket är en signifikant skillnad.
Med en enda bit kokt potatis konstruerade det israeliska forskargruppen ett batteri som drev en LED i upp till 20 timmar. När lysdioden slocknade satte de helt enkelt in en ny bit kokt potatis för att få ytterligare 20 timmars ljus.
Potatis är inte den enda frukten eller grönsaken som kan göra detta. Citroner, apelsiner, äpplen, jordgubbar och bananer har alla elektrolytiska juicer, och några av dessa - särskilt citroner - fungerar ännu bättre än potatis. Problemen med de flesta frukter och grönsaker är dubbla: de är inte lika hårda som potatis och de lockar insekter. Potatis har ytterligare en fördel. Som världens fjärde mest rikliga livsmedelsgrödor finns de över hela världen.
Rabinowitch och hans team skapade ett potatisbatteripaket som levereras med allt du behöver för att skapa el. Tillsätt helt enkelt potatis. Kostnaden för den el du producerar på det här sättet är cirka 9 dollar per kilowattimme. Det kan jämföras med kraften från ett D-cellbatteri, som kostar cirka 84 dollar per kilowattimme.