在一杯果汁中放入铜和锌,你就可以造出一个电压为1V的液体电池
过去,人们常常在家里自制很多东西。他们自己搅奶油,不用微波炉做饭菜,自己织袜子。100多年前,人们甚至自己发电,用自己做的电池给门铃和电报设备供电。
如今一些用于重要用途的电池都是可充电的。但是如何在没有电网的地方充电呢?早期的电池都被设计成可“更新的”,意指替换或重新补充一些化学药品就能让其重新提供能量。你需要添加在当时的“百货店”里可以买到的东西,如“乌爪锌(crow’s-foot zine)”、硫酸铜、二氧化锰、烧碱等。
有一种特别“上相”的电池被称为“重力电池”,由于它是靠重力结合在一起的。这类电池通常用于给电话和电报电路供电。电池的底部是蓝色的硫酸铜溶液,上部是硫酸锌溶液。这两种溶液因密度稍有不同而相互分离。
在这种电池的顶部,锌电极释放出电子,同时底部的铜离子会得到电子从而被还原为金属铜。这些产生的电压刚好超过1V,把5个这样的电池串联起来就足以点亮手电或给一个iPod充电。
任何对这个玄妙的、分层的电解液的扰动和破坏都会毁坏电池。但如果足够小心,你可以为电池添加所需要的新的硫酸铜晶体,这样它就能够工作好几年。
任何对这个玄妙的、分层的电解液的扰动和破坏都会使重力电池无法正常工作。但通过小心地添加新的硫酸铜晶体,它可以工作好几年。
甚至有人讨论用锌空气电池或铝空气电池来驱动电动汽车。像重力电池一样,这类电池可以通过加入更多锌或铝来使它们重新工作,而不是将它们连续几个小时插在充电器上。
如何在杯子里制造电池
你需要
□ 玻璃杯
□ 铜片
□ 锌棒或锌条、锌锭
□ 硫酸铜晶体
□ 几滴盐酸
1 用相应的材料做锌和铜电极。电极的形状不重要,但要尽量使表面积增大。
2 将铜电极置于玻璃杯底部,然后倒入足够多的硫酸铜晶体,使之大约盖住电极的一半。
3 在杯子中加入半杯水。
4 搅拌,让硫酸铜溶解,水溶液变成漂亮的淡蓝色。
5 现在是关键的一步:在硫酸铜溶液的上面加入更多的水,但不能让它和底部的蓝色溶液混合。不过不管你多小心,直接倒入水都会使得电池不能工作。所以,我使用了一个移液管,让吸管头尽可能地接近硫酸铜溶液的液面,非常缓慢地加水。
6 把锌电极挂在顶层液体中,不要进入蓝色的硫酸铜溶液层。
7 为了使电池开始工作,在上层液体中滴入一滴盐酸以增加导电性。
因为现在市场上乌爪锌已经绝迹(即使是在eBay也没有),所以我自己用石墨模具铸造了一个。在这里只是为了炫耀一下,这种花哨的形状并不是必需的。
通过小心翼翼地倒入新的硫酸铜晶体可以使这种电池起死回生。但如果锌电极被全部耗尽,就必须更换新电池了。