看到日本台,有人利用檸檬做成電池,驅動了一台大型的遙控汽車,覺得超神奇的,也引起了我們莫大的興趣,於是,科展就這麼開始了。

 

X博士摘要說明】

1.      影響水果電池功率大小因素之探討

2.      利用實驗所得之最佳條件自製簡易電池

 

48 國中生活與應用科學科作品

題目:電不電有關係『奇、檬』子的問題

作者:彰化縣立和美國民中學的同學們

 

【摘要(原文)

本研究旨在找出影響果汁電池電壓、電流大小之因素,進而改良、設計出一電壓穩定、電流大之簡易果汁電池。綜合本次的研究結果可發現:

1. 電壓:選擇氧化還原電位差異大的金屬當正、負極,即可得到電壓大的電池

2. 電流:選擇檸檬當電解質並加入食鹽,且電極距離要近、深度要深、接觸面積要大,把握這幾項原則,就可以製作出功率、電量都不錯的電池。

3. 自製加鹽奇異果汁的電量為 31.5 mAh,而加鹽檸檬果汁的電量為 70.8 mAH(只測試一片鎂銅電極所做的電池)

4. 將電極,像鉛電池的單槽電極般放置,電流顯著增加。利用此種方式,自製一個 1.5V220mA 的加鹽果汁電池。

 

X博士步驟說明

探討不同水果對電壓、電流的影響

 投影片2  

不論何種電極,奇異果的電壓明顯高於其他水果,鳳梨、檸檬次之。

使用鎂銅電極者,檸檬和奇異果的電流,遠大於其他種類的水果;使用鋅銅電極者,以檸檬一枝獨秀,奇異果、柳丁次之,其他則不顯著。

 

●探討水果及果汁對於電壓、電流之影響

 投影片3  

水果打成果汁後,電壓、電流值明顯上升,電壓值上升快三倍,蘋果電流,上升超過20 倍。

 

●串聯與並聯的不同

 投影片4  

不管多少個電極串聯或並聯,電壓值都不會有太大的差別;而電流大小則隨著串聯的電極片變多而有增加的傾向,但不顯著,而且加鹽檸檬汁的電流比加鹽奇異果汁大,並聯鎂片、並聯銅片時電流增加的曲線顯著。

 

●自製簡易加鹽果汁電池

使用效果最佳之加鹽檸檬汁,並聯鎂片為負極、銅片為正極。

 投影片5  

 

數據分析與結論

(一)影響電壓者:

1. 電極種類,當兩電極的氧化還原電位差異愈大時,電壓就會愈大,電流也愈大。鎂銅電極的電壓最高;鋅銅電極次之,鋁金屬不適合當電極。

2. 電路串聯時,電壓增加,增加的倍數大約是兩倍。

(二)影響電流者:

1. 電極深度、距離對電壓的影響較小,沒有顯著差異;電極的深度、距離對電流的影響很大,和電流有正相關。

2. 檸檬和奇異果的pH 值最小,導電能力較強,電流也就愈大,濃度對電流所造成的影響成正相關。

3. 加入食鹽,電流明顯增加,加鹽讓果汁電池的功率顯著提升

5. 電路並聯時,電流增加。

 

以下是評審給的評語

 投影片6  

 

X博士評語】

原來只要利用金屬片和幾條電線,就能讓動手做出水果電池,其發電原理是:兩種金屬片的電化學活性不一樣,其中較活潑的金屬片能置換出水果中的酸性物質的氫離子,由於產生了正電荷,產生了電場,所以在組成原電池的情況下,由電子從回路中保持系統的穩定,理論上電流大小和果酸濃度相關。而量測出的電壓將近有1.5伏特,跟市售的電池差不多,在緊急時刻需要電力時,就能做出簡單的水果電池。