土豆發電

土豆發電即主要利用土豆和金屬製造的電極製成的電池進行供電。Yissum研究開發公司2010年推出了一款基於土豆塗層的固體有機電池。這款簡易的、可持續的和強大的設備能夠為全球很多電力供應不足的國家帶來即時的、價格低廉的電力解決方案。

基本介紹

• 中文名：土豆發電
• 外文名：Potato power
• 套用：土豆電池
• 組成：鋅、銅電極和煮熟的土豆片
• 開發單位：耶路撒冷希伯來大學
• 推出時間：2010年

產生背景

1780年，路易吉・伽伐尼發現了這一機制，他將兩片金屬連線到青蛙的腿上，導致青蛙的肌肉抽搐。這種“動物電”也可以在動物體外被複製，你可以在兩塊金屬極之間放上許多其他物質，獲得同樣的效果。

路易吉・伽伐尼同時代的亞歷山德羅・伏打用的是浸鹽水的紙。還有人曾製作出“泥土電池”，利用兩個金屬片和一堆土，或許還得加上一桶水。

過去，拉賓諾維茨及其同事一直在推動“土豆電源”的構想，試圖用此來使人們放棄使用電網的能源。利用簡單廉價的金屬片、電線和LED燈泡，就可以為世界各地偏遠的小鎮和村莊提供照明。

他們發現了一種能讓土豆發電的簡單卻又十分聰明的方法。來自耶路撒冷希伯來大學的拉賓諾維茨表示，一顆土豆就足夠為一個房間的LED燈泡提供40天的電能。

拉賓諾維茨表示，這是種低能電池，但已經足夠打造一塊能給手機或筆記本充電的電池，特別是在那些沒有電網覆蓋，沒有電能連線的地方。與開發中國家使用的煤油燈相比，土豆電池的成本也便宜了差不多1/6。

技術原理

土豆電池的工作原理主要是需要兩塊金屬，一塊作為陽極，是電勢低的電極，如鋅；另一塊作為陰極，是帶正電荷的電極，如金屬銅。土豆內部的酸性物質會與鋅和銅發生化學反應，當電子從一端流向另一端時，電能就釋放。金屬鋅的化學性質比銅活潑，當這兩種金屬同時處在酸液中時，鋅就會失去電子，這些失去的電子沿著導線傳到銅片上，形成電流。

土豆發電示意圖

離子方程式：

Zn失去電子變成Zn²⁺，故在鋅片上發生的反應為：

Zn - 2e^- — Zn²⁺（氧化反應）

溶液中的H+在銅片上得到電子變成 H₂，故在銅片上發生的反應為：

2H⁺ + 2e^- — H₂（還原反應）

組成結構

土豆發電的組成,這種綠色高效能的電池由鋅、銅電極和煮熟的土豆片製成的。土豆提供反應所需要的酸, 這使得電子從銅到鋅的運動能夠進行，作為電池兩極的銅和鋅分別來自銅釘和鍍鋅釘。每個土豆能產生大約0.5伏特的電壓，電流0.2毫安左右。

馬鈴薯在煮熟後會在表面產生一個塗層，這個塗層是土豆電池的關鍵，因為希伯來大學的研究人員發現，提高土豆塊塗層就增強了鹽橋能力，因此有馬鈴薯塗層的電池產生的電能是無馬鈴薯塗層電池的十倍。也就是說，土豆煮熟後發電能力比煮熟前提高10倍左右，從而延長供電時間至數日甚至數周。

套用領域

這款綠色電池來源於耶路撒冷希伯來大學的相關技術開發，後能夠通過多種方法產生電力。利用土豆產生的電能可支持照明、通信和信息傳輸的使用。而且價格低廉、簡易使用，可以改善近16億欠缺基礎電力設施的人民生活。 成本分析顯示，新的電池比現有的商業電池如1.5 Volt D電池和Energizer E91電池便宜5到50倍。