ผลิตไฟฟ้าจากน้ำเกลือ

น้ำเค็มสามารถทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรไลต์ในแบตเตอรี่เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า แบตเตอรี่มีสามส่วน: อิเล็กโทรไลต์และอิเล็กโทรดสองขั้ว ซึ่งทำจากวัสดุที่แตกต่างกัน ซึ่งมักจะเป็นโลหะ แบตเตอรี่ชุดแรกบางก้อนผลิตโดย Alessandro Volta ราวปี 1880 ใช้น้ำเค็ม เงิน และสังกะสีเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า แบตเตอรี่ประเภทนี้สร้างและทดลองได้ง่าย

ในน้ำ เกลือแกงหรือโซเดียมคลอไรด์ (NaCl) ละลายเป็นโซเดียมไอออนที่มีประจุบวก (Na+) และคลอรีนไอออนที่มีประจุลบ (Cl-) นักเคมีเรียกสารละลายของไอออนเช่นนี้ว่าอิเล็กโทรไลต์ ในแบตเตอรี่ อิเล็กโทรดหนึ่งตัวที่เรียกว่าแคโทด จะหลั่งอิเล็กตรอนเข้าไปในสารละลาย โดยปล่อยให้มีประจุบวก ในเวลาเดียวกัน อิเล็กโทรดอีกขั้วหนึ่ง แอโนด จะรวบรวมอิเล็กตรอน ทำให้เกิดประจุลบ ไอออนในอิเล็กโทรไลต์ช่วยอำนวยความสะดวกในกระบวนการนี้ ความไม่สมดุลของประจุระหว่างอิเล็กโทรดทั้งสองทำให้เกิดความต่างศักย์ไฟฟ้าหรือแรงดันไฟ หากคุณเชื่อมต่อขั้วในวงจร อิเล็กตรอนที่สร้างขึ้นในขั้วบวกจะไหลผ่านวงจรกลับไปยังแคโทด ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า

โวลตาทำแบตเตอรี "Voltaic Pile" ของเขาโดยมีหน่วยที่ประกอบด้วยกระดาษชุบน้ำเค็มประกบระหว่างจานสีเงินกับจานสังกะสี เขาซ้อนหน่วยพื้นฐานนี้เพื่อสร้างแบตเตอรี่ที่มีแรงดันไฟฟ้าสูง คำศัพท์สำหรับหน่วยพื้นฐานดังกล่าวคือเซลล์ คุณสามารถสร้างแบตเตอรี่ที่คล้ายกันได้อย่างง่ายดายด้วยของใช้ในครัวเรือน คุณจะต้องใช้เงินห้าเพนนีที่ทำขึ้นหลังปี 1982 กระดาษการ์ดหรือกระดาษแข็ง เกลือ น้ำ เทปพันสายไฟ กระดาษทราย 120 เม็ด และสายไฟสองเส้นที่มีปลายลอกออก เพนนีที่ผลิตในปี 1983 และหลังจากนั้นเป็นแผ่นสังกะสีเคลือบทองแดง ด้วยเหตุนี้ เราจึงไม่ต้องการดิสก์โลหะสองประเภทที่ต่างกันเหมือนที่โวลตาทำ

ทรายด้านหนึ่งของเพนนีสี่เพนนีไปจนสุดพื้นผิวสังกะสีเรียบ ละลายเกลือหนึ่งช้อนโต๊ะในน้ำหนึ่งถ้วย จากกระดาษการ์ด ให้ตัดแผ่นดิสก์ขนาดประมาณเหรียญเพนนีออกสี่แผ่นแล้วแช่ในน้ำเกลือ วางด้านทองแดงหนึ่งเพนนีลงบนโต๊ะแล้ววางดิสก์ที่เปียกโชกไว้ด้านบน วางซ้อนต่อไปโดยสลับเพนนีและดิสก์ที่เปียก โดยให้เพนนีเหมือนเดิมอยู่ด้านบนของดิสก์ที่เปียกหมาดๆ จับลวดหนึ่งเส้นบนเหรียญแรกและอีกเส้นบนเหรียญสุดท้าย พันเทปพันรอบชุดประกอบเพื่อยึดเข้าด้วยกัน การปิดผนึกตัวเครื่องทั้งหมดด้วยเทปจะช่วยยับยั้งการระเหย ทำให้แบตเตอรี่ใช้งานได้นานขึ้น

แต่ละเซลล์ ซึ่งประกอบด้วยด้านสังกะสีของเพนนีหนึ่งเพนนี จานเปียก และด้านทองแดงของเพนนีอีกอันหนึ่ง สร้างประมาณหนึ่งโวลต์ ด้วยสี่เซลล์ แบตเตอรี่ของคุณจะสร้างโวลต์ได้ประมาณสี่โวลต์ คุณสามารถทดสอบสิ่งนี้ด้วยมัลติมิเตอร์ นอกจากนี้ สี่โวลต์ก็เพียงพอแล้วที่จะทำให้ไฟ LED ส่องสว่างได้ ต่อสายสั้นจาก LED เข้ากับส่วนท้ายของแบตเตอรี่ที่มีเพนนีที่ไม่เสียหาย นี่คือขั้วบวก -- ขั้วลบของแบตเตอรี่

การรวมกันของโลหะสองชนิดที่แตกต่างกันสำหรับอิเล็กโทรดเกือบจะเป็นแบตเตอรี่ ชุดค่าผสมต่างกันให้แรงดันไฟฟ้าต่างกัน คุณสามารถสร้างแบตเตอรี่ที่คล้ายกับของโวลตาได้โดยการซ้อนเซลล์ที่ทำจากกระดาษการ์ดชุบน้ำเค็มประกบระหว่างโลหะสองชนิด ไอเดียต่างๆ ได้แก่ เพนนีและนิกเกิล เพนนีและอะลูมิเนียม (กระป๋องฟอยล์หรือกระดาษทรายขัด) เพนนีและเครื่องซักผ้าเคลือบสังกะสี และเครื่องซักผ้าเหล็กและอะลูมิเนียมที่ไม่เคลือบผิว