Построьте вашу собственную батарею burrito

Вверх по until now, самая лучшая дорога к MacGyver батарея должна вставить медный провод и гальванизированный ноготь в лимон (или яблоко, или картошку, или…). Батареи плодоовощ или овоща производят респектабельное напряжение тока (вокруг вольта) но только малюсенькое количество течения достаточно для того чтобы осветить шарик электрофонаря.

Теперь будет батарея «burrito». Оно производит течение 400 времен как очень как батарея лимона достаточно фактическ для того чтобы осветить маленькое lightbulb праздника, или побежать малый мотор DC. Все, котор вам будет некоторой лентой трубопровода. И часть алюминиевой фольги, некоторого соли таблицы, бумажного полотенца, некоторого активированного угля, и некоторого медного провода, котор нужно использовать для руководств. Вы делаете «burrito» с алюминиевой фольгой как tortilla. Выровняйте фольгу при бумажное труженичество, увлажненное с соленой водой. Заполните burrito с активированным углем, также увлажненной насыщенной соленой водой. Утоните одно медное руководство в уголь и трубопровод-свяжите другое тесьмой к алюминиевой фольге и voila! Вы должны иметь около 1 v, с 100 миллиамперами течения. Прикрепите несколько клеток параллельно для в настоящее время, и последовательно для больше напряжения тока!

Вы можете найти постепенный направляющий выступ для строить батарею на http://www.exo.net/~pauld/activities/AlAirBattery/alairbattery.html. Авторы той страницы опубликовывали славный лист деятельности при класса для того чтобы пойти вместе с батареей в вопросе декабря 2007 журнала химически образования (M. Tamez, J. H. Yu, J. Chem. Ed. 2007, 84, 1936A-1937A).

Как оно работает?

Все батареи работают путем бежать химически реакции выпускают электроны в одном месте, и захватывают электроны в других. Когда вы бежите провод между этими 2 местами, электрическое течение flow through он. Вы можете выстучать с некоторой из энергии того в настоящее время для того чтобы осветить шарик или управить мотор.

В батарее алюмини-воздуха, алюминий в фольге будет источником электрона. Алюминий на поверхности фольги реагирует с ионами окисоводопода в соленой воде к гидроокиси алюминия формы. Каждый алюминиевый атом реагирует отпуски 3 электрона в фольгу:

Al + 3OH^-(aq) -> Al (OH)₃(s) + 3e^-

Это вызвано оксидация (реакция включает потерю электронов).

Воздух поглощенный в nooks и трещины активированных поступков угля как электрон тонут. Специфически, газ кислорода захватывает электроны использующ эту половинную реакцию:

O₂(g) + 2H₂O (l) + 4e^- -> 4OH^-(aq)

Это вызвано a уменьшение (a reaction that involves a gain of electrons). Notice that the activated charcoal doesn’t actually do anything in this reaction. It just provides a nice place for the reaction to occur. It has a high surface area, so it is in contact with a lot of oxygen molecules. It is also able to shuttle electrons from the copper wire to oxygen absorbed on its surface.

The battery won’t work unless the oxidation and reduction reactions can work together. By itself, the foil will build up a positive charge as it loses electrons. It’s hard to pull negatively charged electrons from the positively charged foil, so the oxidation reaction will stop if the charge on the foil isn’t neutralized somehow.

Similarly, if you keep dumping electrons into the oxygen in the charcoal, a negative charge would build up. The reduction reaction will shut down, because you couldn’t force any more negatively charged electrons onto the negatively charged surface of the charcoal.

This is where the wet, salty paper towel comes in. The towel acts as a salt bridge that prevents charge from building up on either the foil or the charcoal. Chloride ions in the salt (Cl^-) move towards the foil, neutralizing the positive charge buildup there. Sodium ions (Na⁺) migrate towards the charcoal, neutralizing the negative charge buildup caused by the reduction.