食品要「有機」才健康,電池也要「有機」才環保。沒想到用自然中隨手可得的雜草就能做出能讓手電筒發光的電池,一起來看看吧。

 

X博士摘要說明】

  1. 了解葉綠素電池的原理和作法。
  2. 找出最佳的萃取方式製作電解液。
  3. 找出最適合製作雜草電池的植物。
  4. 製作輕薄短小的雜草電池。

 

53 國小化學科作品

題目:雜草也能做電池?

作者:臺中市豐原區翁子國民小學的同學們

 

【摘要(原文)

利用車前草以「打汁過濾法」萃取葉綠素液,再以 100 毫升+4 克洋菜粉比例製作葉綠素膠作為電解質。以銅片(4cm×1.5cm)為正極、鋅片(4cm×1.5cm)為負極,有最好的發電效率(0.828V0.72mA)。串聯 5 組電池,可讓 LED 燈持續發光 66 小時,滴水後亦能持續發光。顯示利用平時視為雜草的植物,也可作為新一代的能源。

 

X博士步驟說明】

什麼是葉綠素電池?

 投影片2  

 

●哪一種萃取方法最適合?

作法 A300毫升的水,用果汁機打成泥,再用濾紙過濾 2 小時。

作法 B100 毫升的水、200毫升的75%酒精,用果汁機打成泥,再用濾紙過濾2小時。

作法 C300毫升的水,用果汁機打成泥,隔水加熱30分鐘,再用濾紙過濾2小時。

作法 D100毫升的水、200毫升的75%酒精,用果汁機打成泥,隔水加熱30分鐘,再用濾紙過濾2小時。

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以加入 300 毫升的水,用果汁機打成泥,再用濾紙過濾 2 小時的發電效率最佳。

 

●萃取液的凝膠程度對發電效率的影響?

()秤取50克榕樹葉,加入300毫升的水,用果汁機打成泥,再用濾紙過濾2小時,萃取葉綠素液為電解質。

()100毫升的葉綠素液,分別加入 1 克、2 克、3 克、4 克、5 克洋菜粉,攪拌均勻 後,靜待 2 分鐘,讓溶液慢慢變成凝膠態,再倒入底片盒中。

()以鉛筆芯和鋁箔紙為電極,測量電壓及電流3次後,算出平均,觀察其結果。

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100毫升葉綠素液+4克洋菜粉,能夠測出較高毫安培的電流,但是電壓沒有明顯變化,添加 5 克的洋菜粉,則使電流明顯下降。

 

串聯雜草(車前草)電池能讓 LED 燈和手電筒發光嗎?

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串聯 5 顆電池可讓紅光 LED 發光,串聯 10 顆電池可讓手電筒發光。

1.單顆紅光 LED 燈可發光約 66 ,滴水後可重複使用,但是每次的持續時間會縮短。

2.手電筒組可發光約 52 ,滴水後可重複使用,但是每次的持續時間會縮短。

 

數據分析與結論

一、以葉綠素為電解質的方法,雜草也能萃取出葉綠素來發電,目前以車前草的發電效率最好。

二、利用「打汁過濾法」最適合國小學生操作,且萃取出的葉綠素不會有過多的脫鎂葉綠素,發電效率也較好。

三、以鋅銅片為電極,100 毫升萃取液+4 克洋菜粉調配葉綠素膠,所製成的平面葉綠素電池的發電效率最佳,最高可達 0.828V0.72mA

四、用了 5 片長度為 4 公分,寬度為 1.5 公分雜草電池組可以持續發光 66 小時,滴水後還能繼續使用

五、平常拔掉丟棄的雜草,可用此方式,廢物利用,成為新一代能源。

 

以下是評審給的評語

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X博士評語】

電池的基本構造都是具有正負極,然後中間充滿電解液,經由電化學反應而產生電力。而所謂的葉綠素電池就是將電池中的電解質用葉綠素取代之,當葉綠素吸光,會使葉綠素離子化,遇水則會進行氧化還原反應,因此,當電池沒電時,只要加水就可以重複使用,可以說是未來環保能源中的明星。