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原料和工具
5個或更多金屬硬幣(這里使用的是1982年之后的美分硬幣,2002年之后的五角人民幣硬幣也可)
砂紙
吸水紙板或厚紙板
鹽
醋
紅色LED;亮度更高易于觀察
電工膠帶
電壓表
剪刀
一杯水
紙巾
其它顏色的LED(可選)
1、將鹽加入水中不停攪拌,直到鹽不再溶解,得到飽和鹽溶液;然后向鹽溶液中加入幾滴醋。
2、將紙板剪成大約硬幣大小,將其在制好的鹽和醋溶液中浸透,完成之后將它們?nèi)〕龇旁诩埥砩?,讓它們在保持濕潤的同時不再滴水。
3、使用砂紙磨掉四個硬幣的某一面上的銅,直到這一面完全顯出底下的鋅(亮銀色);另一個50美分硬幣保持完整。這個過程比較耗費(fèi)時間,所以請保持耐心。建議的方式是將硬幣按在砂紙上磨,這樣更加快捷。打磨好的硬幣是一面古銅色一面銀色。
取一個打磨過的硬幣,使露出鋅的一面朝上,然后將一片濕潤的紙板放在上面。之后再疊上另一個硬幣,同樣,露出鋅的一面朝上,繼續(xù)放上濕潤的紙板。繼續(xù)這樣疊加,最后將沒有打磨過的硬幣放在最上面。
完成之后檢查一下,保證整個結(jié)構(gòu)的上下兩面都是銅,并確保任何兩枚硬幣之間都沒有接觸,任何兩個吸水紙板之間也沒有接觸。
到此,這個超級簡單的電池就完成了!取出LED,將更長的一端(正極)連接到最上面的硬幣表面,較短一端(負(fù)極)連接最下面。LED亮了嗎?
用電壓表測試電池兩端的電壓。如果你想讓電池更加穩(wěn)定,可以用電工絕緣膠帶進(jìn)行固定。事實(shí)上,只要吸水紙板一直保持濕潤,這個簡易的電池可以持續(xù)工作24小時!“充電”也很簡單,只需要將吸水紙板再在飽和鹽和醋溶液中浸泡一下,再重新組裝好就行了。
這個電池是一個將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。當(dāng)兩種不同的金屬通過電解質(zhì)連接在一起時,金屬表面(電極)就會發(fā)生化學(xué)反應(yīng),兩個電極就會釋放或吸收電子。當(dāng)用導(dǎo)線將這兩個電極連接起來時,電子就會在導(dǎo)線中從一個電極流向另一個電極,形成電流。
1982年之后制造的美分硬幣的材質(zhì)是鋅芯鍍銅(2002年之后的中國五角硬幣是鋼芯鍍銅),磨掉其中一面的銅之后,其鋅表面就能和下個硬幣的銅面構(gòu)成對應(yīng)的兩個電極,而吸水紙板中的鹽和醋溶液就成為兩個電極之間的電解質(zhì)。
每一個“鋅-紙板-銅”的組合都是一顆單獨(dú)的電池,疊加起來后就將它們串聯(lián)在了一起。這個電化學(xué)電池也被稱為“伏打電堆”,這是為了紀(jì)念1800年意大利物理學(xué)家伏打使用鋅和銅作為電極,硫酸作為電解質(zhì)制造了一個電池。在伏打和你的電池中,鋅電極處發(fā)生氧化反應(yīng)釋放電子,而銅電極處發(fā)生還原反應(yīng)吸收電子。
使用電壓表測得每個小電池可產(chǎn)生0.6V電壓,而LED的至少需要1.7V電壓才能點(diǎn)亮,所以最少三個小電池就能點(diǎn)亮一個LED。
最后提醒一下,故意損毀人民幣在中國是違法行為,如果你也想試試自制類似的電池,另外找一些材料吧;當(dāng)然,你也可以用美分。
via exploratorium
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