非常電池

陳朝琦　鐔福滔 　于浩然

在學校的科技節上，我們見到了有趣的水果電池，它能將化學能轉化為電能。我們想：除了水果，是否還有其他物品可以用來發電呢？我們家鄉最豐富的資源——海洋可以嗎？于是我們決定探究海水電池、水果電池以及葉綠素電池的發電能力和對環境的友好情況。

海水電池、水果電池和葉綠素電池都屬于原電池。原電池是將化學能轉變為電能的裝置，這一轉變的本質是氧化還原反應。通過特定的裝置，失去電子的氧化反應和得到電子的還原反應會在不同的區域進行，再利用導線使電子發生定向移動，從而產生電流，最終實現化學能向電能的轉化。

由此可得出組成原電池的三個條件：自發的氧化還原反應、兩個活潑性不同的電極、有電解質溶液且能構成閉合回路。

●海水電池

1.實驗原理：用海水作為電解質溶液；用活潑金屬鋅、鎂等作為負極，失去電子；氧氣在正極得到電子，發生金屬吸氧腐蝕。

2.實驗用品：海水、一次性塑料杯、導線、鋁片、鋅片、鎂片、銅片、碳棒、發光二極管。

3.實驗探究過程：分別選擇鋁片、鋅片、鎂片作為電池的負極，銅片、碳棒作為電池的正極，中間連接發光二極管，將正負極浸入海水中。測量電池兩端的電壓，觀察發光二極管的亮暗程度。

結論：①負極金屬活躍度越高，電壓越高，所獲得的電池性能越理想，二極管發光強度越大；②串聯越多的海水電池，產生的電量越大；③加氧、加壓對海水電池產生的電流幾乎沒有影響。

●水果電池

1.實驗原理：用水果中的酸性物質作為電解質；用活潑金屬鋅、鎂等為負極，發生吸氧腐蝕的氧化還原反應。

2.實驗用品：帶夾子的導線、鎂片、鋅片、銅片、發光二極管、西紅柿、蘋果、檸檬等。

3.實驗探究過程：分別選用不同水果做電解質溶液，銅片為正極，鋅片、鎂片做負極，將導線與小燈泡串聯，插入水果之中，觀察小燈泡是否發亮，并測出該電池的電壓。

探究正負極間的距離、正負極與電解液的接觸面積等對水果電池的影響。

4.結論：①不同的電極、不同的水果連成的水果電池電壓不同，這與電極活潑性、水果中所含的電解質溶液不同有關；②串聯的水果電池越多，產生的電量越大；③正極與負極之間的距離增大會消耗部分電流；④增加正負極與電解液的接觸面積會導致電流增大。

●葉綠素電池

1.實驗原理：以葉綠素溶液為電解質，通過發生光合作用，將二氧化碳和水轉化為碳水化合物和氧氣。

2.實驗用品：韭菜葉、韭黃、菠菜、研缽、玻璃漏斗、無水乙醇、碳酸鈣、燒杯、抗壞血酸、蒸餾水、靈敏電流計等。

3.實驗步驟：首先將葉綠素提取出來，然后用導線連接不同電極、靈敏電流計，測量是否有電流產生，并用蒸餾水作為對照；接著更換不同的植物及作為電池正負極的金屬，探究不同植物的葉綠素和不同金屬對葉綠素電池的影響。

4.結論：①純凈水的電流為0；光照下，韭菜葉綠素溶液中有微弱的電流產生，韭黃的色素液幾乎無電流產生，說明葉綠素在吸收和轉化光能中起到重要作用；②用鎂片做時負極時產生的電流較用鋁片時大，原因是鎂比鋁活潑；③一直有光時測得的電流平穩值大于光合作用一段時間后停止光照的電流平穩值。

通過不同的原電池實驗，可以作出以下總結：海水電池可以就地取材，運用于海上救援，如求救信號燈電源、水中動力機電源、保溫式救生衣電源等，或是直接用作船只的供能設備；水果電池可運用于學校課堂教學和課外活動中；葉綠素電池如果能提高發電效率，在家庭、戶外、屋頂等光源充足的地方也十分適用。

我們的實驗還存在很多問題，如設備比較簡陋，探究較為淺顯。未來還可以就如何進一步提高這些電池的發電效率及這些電池在生產生活中的具體應用作進一步探究。

（本作品獲得第36屆廣西青少年科技創新大賽中學生科技創新成果競賽二等獎 指導老師：王文倩 藍琪儀 紀賢勇）