Inhalt
- Wie man eine Kartoffelbatterie baut
- Erhöhen der Spannung
- Erhöhen des Stroms
- Mit vegetarischer Kraft die Welt erleuchten
Magst du Kartoffeln? Du bist nicht allein. Menschen auf der ganzen Welt bauen Kartoffeln an und verarbeiten sie zu Pommes Frites, Kartoffelsalat, Kartoffelpüree und Dutzenden anderer leckerer Gerichte. Was sie nicht wissen und was Sie vielleicht bis jetzt noch nicht gewusst haben, ist, dass Kartoffeln auch eine Energiequelle sein können. Israelische Forscher haben herausgefunden, dass Kartoffelnergie einen Raum 20 Stunden lang beleuchten oder sogar ein Handy aufladen kann.
Was? Wie ist das möglich? Niemand hat jemals einen Schock von einer Kartoffel bekommen. Es hat nicht einmal negative und positive Pole, also wie kann es eine Batterie sein? Es sind die Säfte in diesem stärkehaltigen Gemüse, aus denen eine Kartoffelbatterie besteht. Sie sind reich an Phosphorsäure, enthalten alle Arten von gelösten Salzen und Natrium (Na+), Kalium (K+) und Chlorid (Cl-) Ionen gibt es zuhauf. Diese Ionen machen Kartoffelsaft zu einem Elektrolyten, einer Flüssigkeit, die Elektrizität leiten kann. Sie müssen lediglich ein Elektrodenpaar hinzufügen. Wenn Sie sich für Elektroden aus den richtigen Materialien entscheiden, erzeugt eine (die Kathode) freie Elektronen und die andere (die Anode) zieht sie an. Dies erzeugt eine Ladungsdifferenz, und wenn Sie die Elektroden mit einem leitenden Draht verbinden, fließt Strom.
Mach dir keine Sorgen. Der Strom einer Kartoffelbatterie wird nicht ausreichen, um Sie zu verletzen. Wenn Sie den bloßen Draht mit Ihrem Finger berühren, können Sie ein leichtes Kribbeln spüren. Sie können die Spannung erhöhen, indem Sie mehrere dieser Kartoffelbatterien miteinander verbinden. Letztendlich können Sie so viel Strom erzeugen, dass eine LED leuchtet, die leuchtet, bis der Kartoffelsaft aufgebraucht ist. Das könnte fast einen Tag dauern.
Wie man eine Kartoffelbatterie baut
Sie werden wahrscheinlich alles finden, was Sie brauchen, um eine Kartoffelbatterie im Haus herzustellen. Wenn nicht, finden Sie in jedem Baumarkt, was Sie brauchen.
Kartoffeln werden normalerweise gereinigt, bevor sie in den Laden kommen, aber sie haben oft Restschmutz. Mit Wasser abschrubben und die Kartoffel mit einem Handtuch abtrocknen. Dies beseitigt die Möglichkeit von Verunreinigungen, die Ihr Kartoffelwissenschaftsprojekt stören. Wenn Sie eine große Kartoffel haben, können Sie diese in zwei Hälften schneiden. Eine halbe Kartoffel funktioniert genauso gut wie eine ganze, und Sie können sie flach auf den Tisch legen, damit sie nicht wälzt.
Schieben Sie den Zinknagel in die Kartoffel in der Nähe eines Endes. Es sollte etwa zur Hälfte in den Kern eindringen.Führen Sie die Kupferelektrode so tief wie möglich in das gegenüberliegende Ende der Kartoffel ein. (Wenn Sie Ihre Kartoffel halbiert haben, legen Sie die Elektrode und den Nagel auf die gegenüberliegenden Seiten der aufrechten Hälfte.) Die beiden Elektroden sollten sich nicht berühren. Tatsächlich funktioniert die Batterie umso besser, je größer der Abstand zwischen den Elektroden ist. Wenn Sie einen Penny als Kupferelektrode verwenden, müssen Sie möglicherweise mit einem Messer einen kleinen Schnitt in die Kartoffelschale machen, um einen Schlitz dafür zu erstellen.
Stellen Sie das Messgerät so ein, dass es Volt im 2-Volt-Bereich anzeigt. Verbinden Sie die positive (rote) Leitung mit der Kupferelektrode, die die Anode ist, und die negative (schwarze) Leitung mit der Zinkelektrode, die die Kathode ist. Überprüfen Sie das Messgerät und voilà! Beachten Sie einen positiven Wert von ca. 0,5 Volt.
Erhöhen der Spannung
Wenn Sie die Kabel vom Messgerät trennen und sie an eine LED anschließen, leuchtet sie wahrscheinlich nicht auf. Eine LED benötigt mindestens 1,5 Volt und 10 Milliampere Strom und die Kartoffelbatterie liefert nur etwa 0,5 Volt. Denken Sie jedoch daran, dass Sie die Spannung erhöhen können, indem Sie die Batterien in Reihe schalten. Sie können wahrscheinlich genug Spannung von drei Kartoffeln bekommen, um eine LED zu beleuchten.
Bereiten Sie zwei weitere Kartoffelbatterien vor und verbinden Sie sie mit Drähten mit Krokodilklemmen. Schließen Sie eine Leitung eines Drahtes an die Anode der ersten Kartoffel und die andere Leitung an die Kathode der zweiten Kartoffel an. Befestigen Sie eine Leitung eines zweiten Drahtes an der Anode der zweiten Kartoffel und die andere Leitung an der Kathode der dritten Kartoffel. So bleibt eine freie Kathode (auf der ersten Kartoffel) und eine freie Anode (auf der dritten Kartoffel). Schließen Sie das Messgerät an diese Elektroden an, und Sie sollten einen Messwert von mindestens 1,5 Volt erhalten. Trennen Sie nun das Messgerät und schließen Sie die LED an, und es sollte schwach leuchten.
Sie könnten die Spannung weiter erhöhen, indem Sie weitere Batterien hinzufügen, aber Sie benötigen tatsächlich mehr Strom, damit die LED heller leuchtet. Sie erhöhen den Strom, indem Sie die Batterien parallel verdrahten.
Erhöhen des Stroms
Um eine Batteriebank zu bauen, die die gleiche Spannung liefert, aber den doppelten Strom liefert, werden drei weitere Kartoffelbatterien und sechs weitere Verbindungskabel benötigt. Trennen Sie die Kartoffeln in drei Paare und verbinden Sie jedes Paar parallel, indem Sie Anoden mit einem Draht und deren Kathoden mit einem anderen Draht verbinden. Verbinden Sie nun die drei Paare in Reihe, indem Sie eine Anode eines Paares mit der Kathode eines zweiten Paares und eine Anode dieses Paares mit einer Kathode des dritten Paares verbinden. Verbinden Sie die Kabel mit einer Kathode des ersten und einer Anode des dritten Paars und berühren Sie die Kabel mit der LED. Es sollte viel heller brennen.
Dieses Setup sollte genügend Strom liefern, um eine Digitaluhr mit Strom zu versorgen. Andernfalls benötigt Ihre Kartoffeluhr-Batteriebank möglicherweise ein oder zwei weitere Kartoffelpaare.
Mit vegetarischer Kraft die Welt erleuchten
Viele ländliche Gemeinden auf der ganzen Welt sind zu weit von einem Stromnetz entfernt, um Strom zu haben. Um diese Gemeinden mit Licht zu versorgen, konstruierte ein Team unter der Leitung von Haim Rabinowitch von der Hebräischen Universität Jerusalem ein Gerät, das mit Kartoffelscheiben arbeitet. Das Team fand etwas sehr Interessantes. Wenn eine Kartoffel acht Minuten lang gekocht wird, erhöht sich tatsächlich ihre elektrische Kapazität. Das Kochen zerreißt die Zellmembranen in den Kartoffeln und verbessert die Elektrolyte, indem mehr Ionen zur Verfügung gestellt werden. Sie fanden heraus, dass das Kochen den elektrischen Fluss um den Faktor 10 erhöht, was einen signifikanten Unterschied darstellt.
Mit einer einzigen Scheibe Salzkartoffel konstruierte das israelische Forscherteam eine Batterie, die eine LED bis zu 20 Stunden lang mit Strom versorgte. Wenn die LED erloschen ist, haben sie einfach eine frische Scheibe gekochte Kartoffel eingelegt, um zusätzliche 20 Stunden Licht zu erhalten.
Kartoffeln sind nicht die einzigen Früchte oder Gemüse, die das können. Zitronen, Orangen, Äpfel, Erdbeeren und Bananen enthalten Elektrolytsäfte, von denen einige - insbesondere Zitronen - sogar noch besser funktionieren als Kartoffeln. Bei den meisten Früchten und Gemüsen gibt es zwei Probleme: Sie sind nicht so hart wie Kartoffeln und ziehen Insekten an. Kartoffeln haben noch einen Vorteil. Als weltweit vierthäufigste Nahrungspflanze sind sie auf der ganzen Welt erhältlich.
Rabinowitch und sein Team haben ein Kartoffelbatterie-Kit entwickelt, das alles enthält, was Sie für die Stromerzeugung benötigen. Fügen Sie einfach Kartoffeln hinzu. Die Kosten für den Strom, den Sie auf diese Weise erzeugen, betragen ungefähr 9 USD pro Kilowattstunde. Das ist günstig im Vergleich zu der Leistung eines D-Zellen-Akkus, der etwa 84 US-Dollar pro Kilowattstunde kostet.