Prečo niektoré druhy ovocia a zeleniny vedú alebo vyrábajú elektrinu Monden
Na každom vedeckom veľtrhu určite uvidíte minimálne dva experimenty: papierovú sopku, to klišé a batériu nakladaných uhoriek alebo zemiakov. Obe sú vždy populárne. Mnoho ľudí si môže myslieť, že je úžasné, že jednoduchá zelenina môže viesť elektrinu. Ako sa ukázalo, nejde o celý príbeh.
Existuje veľa druhov elektrických vodičov. Patria sem tradičné elektrické vodiče, ako sú medené a strieborné drôty, ktoré sa používajú na vedenie elektrických prúdov v domácnostiach a budovách, a iónové vodiče, ktoré môžu dodávať elektrinu prostredníctvom voľne sa pohybujúcich iónov. Organický materiál, ako napríklad ľudské tkanivo alebo zemiaky z vášho vedeckého experimentu, sú iónové vodiče, ktoré vytvárajú iónové obvody. Elektrolyty - chemické zlúčeniny, ktoré po rozpustení vo vode vytvárajú ióny - vykonávajú všetku prácu v týchto materiáloch.
„Ovocie a zelenina vedú elektrinu rovnako, ako soľný roztok dotvorí elektrický obvod,“ uviedol Michael Hickner, docent materiálovej vedy a techniky na Penn State. „Je to kvôli iónom v soľnom roztoku. Nevedú elektróny tak, ako to robia tradičné elektrické vodiče. Ako fungujú batérie?
Iónový vodič obsahuje kladné aj záporné náboje - inak známe ako nabité ióny - ktoré sa voľne pohybujú pri kontakte s napätím. Napríklad keď je kuchynská soľ rozpustená vo vode, sodík a chlorid - ktoré majú opačné náboje, ako Na + a Cl- - vytvárajú iónový roztok, uviedol Hickner. Tieto iónové roztoky sa nazývajú elektrolyty a možno ich nájsť v akomkoľvek živom organizme. Z tohto dôvodu sa technicky z každého ovocia alebo zeleniny môže stať iónový vodič, ale niektoré sú na tom lepšie ako iné. To je tiež dôvod, prečo je slaná voda alebo nefiltrovaná voda z vodovodu lepším iónovým vodičom ako čerstvá filtrovaná voda.
Najlepšia potravinová batéria je tá, ktorá je založená na akomkoľvek ovocí alebo zelenine, ktorá má vysokú hladinu supravodivých iónov. Ako je draslík alebo sodík a príslušná vnútorná štruktúra na vytvorenie pracovného prúdu. Dobrým príkladom takýchto potravín sú zemiaky, ktoré majú homogénnu štruktúru, a kyslé uhorky, ktoré majú vysoký obsah sodíka a sú kyslé. Pred extra elektrickým ohmom môžete svoje zemiaky namočiť do slanej vody skôr, ako začnete so zemiakovou batériou experimentovať, uviedol Hickner.
Naproti tomu paradajky majú neusporiadaný, neusporiadaný a často presakujúci interiér a dokonca ani pomaranč, ktorý má vysokú hladinu draslíka, nebude dobre fungovať, pretože dužina ovocia je rozdelená do vnútorných oddelení a vytvárajú prekážky, ktoré v súčasnosti blokujú. Pre Live Science to povedal Paul Takhistov, docent potravinárskeho inžinierstva na Rutgersovej univerzite v New Jersey.
Ovocie a kov
Niektoré druhy ovocia a zeleniny môžu byť plné supravodivých iónov, ale na premenu týchto potravín na batérie budete potrebovať niekoľko ďalších materiálov. Napätie batérie pochádza z elektród vyrobených z dvoch rôznych kovov, ako je meď a zinok, uviedol Hickner. Batériu zo zemiakov alebo solených uhoriek ľahko vyrobíte pomocou medenej mince a pozinkovaného klinca. Ktorý je zvyčajne vyrobený zo pozinkovaného železa.
„Ovocie alebo zelenina nemôžu samy jazdiť. Potrebuje niečo, čo by viedlo ióny, “uviedol Takhistov. „Keď vložíte dva rôzne kovy a spojíte ich s drôtom, vytvoríte elektrický obvod. Potom, keď sa tento materiál dostane do kontaktu s elektrolytmi, začne reakcia batérie generovať napätie. Kvôli možnému rozdielu v elektrine medzi týmito dvoma kovmi sa kladné a záporné ióny začnú voľne pohybovať. “
Môže však batéria zo zemiakov napájať napríklad telefón? Pravdepodobne nie. Batéria zemiakov môže vyprodukovať iba asi 1,2 voltu. Takhistov uviedol, že budete musieť zapojiť niekoľko zemiakových batérií sériovo/paralelne, aby ste vytvorili dostatok prúdu a napätia na nabitie zariadenia, ako je telefón alebo tablet.
„V tom okamihu,“ povedal Takhistov, „je pravdepodobne jednoduchšie používať nabíjačku telefónu.“.