Byg et kartoffelbatteri:Trin-for-trin-vejledning til klasseværelseseksperimenter

Af Amanda Gronot, Opdateret 30. august 2022

Mens en kartoffel ikke kan erstatte en computers strømforsyning, kan den drive en lille LED eller et digitalt ur. Visse frugter og grøntsager – kartofler, citroner, tomater – indeholder sure elektrolytter, der letter elektronstrømmen, når to forskellige metaller indsættes.

Oprettelse af et simpelt kartoffelbatteri

Saml følgende genstande:

• En kartoffel af enhver størrelse eller sort
• En kobbertråd eller en penny (kobberbelagt)
• Et zinkgalvaniseret søm (eller ethvert zinkbaseret metal)
• To isolerede ledninger
• En enhed med lavt strømforbrug, såsom en LED eller et digitalt ur
• Et multimeter til at måle spænding og strøm

Indsæt penny og sømmet omkring en tomme fra hinanden, og sørg for, at de når tæt på kartoflens centrum, men ikke rører ved dem. Vikl den ene ledning omkring zinksømmen og den anden omkring kobberobjektet. Tilslut hver ledning til en multimeterledning for at overvåge spænding og strøm. Til sidst skal du forbinde ledningerne til enhedens ledninger. Hvis enheden ikke lyser, skal du vende forbindelserne om.

Øget output med en kartoffelserie

Et enkelt kartoffelbatteri producerer kun et par hundrede millivolt - utilstrækkeligt til standardpærer. For at øge strømmen skal du forbinde flere kartoffelceller i serie:hver celle tilføjer sin spænding, mens strømmen forbliver den samme. Sæt nye kartofler i kæden, og mål spændingen og strømmen efter hver tilføjelse. Se, hvordan spændingen stiger, men den samlede effekt forbliver beskeden, hvilket illustrerer grænserne for biologiske batterier.

Eksperimenter med forskellige elektrodematerialer

Kemien inde i kartoflen afhænger af elektrodemetallerne. Test følgende konfigurationer:

• Samme metal på begge elektroder (f.eks. to kobberstykker)
• Par såsom zink-kobber, zink-nikkel, jern-kobber, aluminium-kobber, messing-kobber osv.
• Alternative elektroder som papirclips, aluminiumsfolie eller messingknapper

Varier også kartoffeltype, størrelse og typen af forbindelsesledning for at se, hvilken kombination der maksimerer elektronstrømmen.

Sammenligning med andre fødevarebaserede batterier

Kartofler er ikke den eneste spiselige kilde til elektrolytter. Citrusfrugter indeholder citronsyre, mens tomater og æbler giver organiske syrer. Byg batterier af citroner, tomater, appelsiner, æbler, vandmeloner eller endda brødskiver, og sammenlign den resulterende spænding og strøm. Forudsige, hvilken mad der vil give det højeste output, og forklar dine resultater baseret på de involverede kemiske reaktioner.

Disse eksperimenter viser grundlæggende elektrokemi, styrker videnskabeligt ræsonnement og demonstrerer, hvordan hverdagsmaterialer kan generere elektricitet.