Sådan bygger du et hjemmelavet batteri:DIY jord-, mønt- og saltbatteriprojekter

Af S. Hussain Ather – Opdateret 30. august 2022

haryigit/iStock/GettyImages

Med nogle få hverdagsting kan du konstruere et lille batteri, der demonstrerer det grundlæggende i elektricitet. Selvom kemien adskiller sig fra kommercielle batterier, illustrerer disse projekter, hvordan ioner bevæger sig og genererer en strøm.

Hurtig oversigt

Der er tre simple gør-det-selv batterityper, du kan bygge derhjemme:

• Jordbatteri – bruger metalelektroder begravet i jord.
• Møntbatteri – kombinerer kobberpenge og aluminiumsfolie.
• Saltbatteri – anvender jern- eller zinkskruer, papir og en saltvandsopløsning.

Følg sikkerhedstipene nedenfor, før du begynder.

Sikkerhedsretningslinjer

Selv små batterier kan give stød eller kortslutning. Rør aldrig ved begge ender af et batteri på samme tid. Hold dit arbejdsområde tørt og brug isoleret værktøj. Når du tester spændingen, skal du undgå at skabe en direkte kortslutning mellem terminalerne.

Opbygning af et jordbatteri

Materialer

• 12 kobbersøm (eller stænger)
• 12 galvaniserede aluminiumssøm (eller stænger)
• Kobbertråd (nok til vikling)
• Kondensatorer af høj værdi (valgfrit)
• Multimeter
• Trådskærere, målebånd, aluminiumsfolie, kompas (valgfrit)

Forberedelse

Vælg en solrig, tør dag. Grav lavvandede huller (2-3 tommer) med mindst et par fods mellemrum. Placer et kobbersøm og et aluminiumssøm i hvert hul, og sørg for, at metalhovederne flugter med jorden. Brug trådskærerne til at fjerne omkring 1,5 tommer isolering fra kobbertråden. Vikl den afisolerede sektion tæt omkring hvert sømhoved, og forbind derefter de to søm med en kontinuerlig kobbertrådsløkke.

Betjening

Fastgør multimeterledningerne til kobber- og aluminiumelektroderne. Indstil måleren til DC-tilstand. En enkelt celle skal læse nogle få millivolt; aflæsningen afhænger af jordens sammensætning og fugt. For en højere spænding skal du arrangere flere celler i serie:skiftevis kobber- og aluminiumsøm, der forbinder hvert par ende-til-ende. En 12-cellers serie kan nå op til ~0,3V.

Opbygning af et møntbatteri

Materialer

• Flere kobberpenge (efter-1982 for at sikre kobberkerne)
• Aluminiumsfolie
• Våd serviet, papirhåndklæde eller pap
• Salt, eddike (valgfrit) eller en saltvandsopløsning
• Multimeter, LED-lys (valgfrit)
• Skål med vand

Konstruktion

Skær det våde materiale til på størrelse med en øre. Opløs 2-3 teskefulde salt i skålen med vand; eddike kan tjene som en svag elektrolyt. Læg papiret i blød i to minutter, og pres derefter overskydende væske ud. Pak det gennemblødte papir ind med aluminiumsfolie, og form det omkring en øre. Læg mønten oven på folien. Denne samling er én celle.

Test

Forbind et multimeter på tværs af mønten og folien. En typisk celle giver 0,1-0,3 V. Stable flere celler i serie for at øge spændingen, og test med en LED – den bør lyse, når den kumulative spænding overstiger LED'ens tærskel (~2V).

Opbygning af et saltbatteri

Materialer

• 12 jern- eller zinkskruer
• Papirstrimler og sandpapir (til at rense isolering)
• Salt, vand eller en saltvandsopløsning
• Kobbertråd, 30-40 omdrejninger pr. skrue
• Sprøjtestempel (til boring af huller)
• Isoleringsplade (plastik eller pap)
• Multimeter, LED-lys (valgfrit)

Konstruktion

Vikl hver skrue med en papirstrimmel, og vikl derefter kobbertråden omkring den papirbelagte skrue 30-40 gange. Brug sprøjten til at bore seks jævnt fordelte huller på den ene side af brættet. Indsæt skruerne gennem brættet i et gitter, og sørg for, at papiret forbliver pakket ind. Forbind skruerne med kobbertråden, og fastgør samlingerne tæt.

Betjening

Nedsænk pladen i et saltvandsbad i flere minutter, fjern derefter og tør. Tilslut et multimeter til kortets terminaler. Enheden producerer typisk 0,2–0,5V pr. celle; flere celler kan forbindes i serie for højere output. En LED kan tjene som en visuel indikator.

Applikationer og fremtidsudsigter

Disse eksperimenter illustrerer, hvordan elektrolytiske løsninger kan generere elektricitet, og danner grundlag for forskning i billige, vedvarende batterier. Aktuelle begrænsninger af vandige elektrolytter - lavere spænding sammenlignet med lithium-ion-celler - behandles af avanceret kemi. For eksempel har forskning ved de schweiziske føderale laboratorier for materialevidenskab og -teknologi vist, at natriumbis(fluorsulfonyl)imid (NaFSI)-opløsninger kan opnå op til 2,6V, næsten det dobbelte af spændingen i forhold til traditionelle saltopløsninger.

Historisk set blev jordbatteriet først beskrevet af Alexander Bain i 1841, hvilket førte til tidlig telegrafteknologi og indsigt i Jordens elektriske felt. Moderne undersøgelser fortsætter med at udforske potentialet i disse simple systemer til bæredygtige energiløsninger.