Vietor, voda či slnko dnes patria medzi bežne známe zdroje zelenej energie. Tu sa však možnosti na jej výrobu ani zďaleka nekončia. Málokto však tuší, že zemiaky môžeme využiť aj ako zdroj elektrického prúdu. Zemiaky poznáme predovšetkým ako obľúbenú súčasť jedálnička. Málokto však tuší, že ich môžeme využiť aj inak - ako zdroj elektrického prúdu.
Tento efekt nie je spôsobený samotnými zemiakmi, ale chemickou reakciou, ktorá prebieha medzi šťavou zo zemiakov a dvoma rôznymi kovmi v elektrickom obvode. Zemiaková batéria je jednoduchý a zábavný experiment, ktorý odhalí tajomstvá elektro-chémie. Vytvorenie batérie zo zemiaka je zábavný a jednoduchý experiment, ktorý spája chémiu a fyziku do jedného praktického projektu. Táto jednoduchá metóda môže byť zábavným experimentom pre každého, kto má chuť vyskúšať niečo netradičné.
Ako zemiaky generujú elektrickú energiu?
Zemiakový experiment funguje na princípe tzv. galvanického článku, ktorý je možné zostaviť i v domácich podmienkach. Zemiak obsahuje kyseliny a elektrolyty, ktoré umožňujú prebiehajúcu chemickú reakciu medzi dvoma rôznymi kovmi - medenou a zinkovou elektródou. Podstatou je kyslosť šťavy, ktorá spúšťa chemickú reakciu. Zemiak obsahuje až do 80% vody, zvyšok tvoria bielkoviny a sacharidy. Z vitamínov zemiak obsahuje hlavne tie zo skupiny B: B1, B2 a tiež veľké množstvo céčka. Zemiaky sú bohaté na vápnik. Z ostatných minerálnych látok stojí za zmienku síra, horčík, draslík a železo. Popri jeho zložení je to aj ľahká dostupnosť. Zemiaky možno pestovať počas celého roka a vôbec nie sú náročné na podmienky.
Keď ponoríte medený drôt (katódu) a pozinkovaný klinec (anódu) do zemiaka, začnú medzi týmito kovmi v elektrolyte prebiehať chemické reakcie. Zinok sa rozkladá, uvoľňuje elektróny, a tie potom prechádzajú obvodom z jednej elektródy na druhú, čím vzniká elektrický prúd. V batériách sa chemická energia premieňa na elektrickú energiu. Elektrický prúd pozostáva z toku elektrónov, čo sú záporne nabité častice. Pretože meď je viac elektronegatívna ako zinok, má tendenciu priťahovať elektróny ľahšie ako zinok. Elektróny v zemiakovej batérii budú preto prúdiť zo zinkovej elektródy (anódy) do medenej elektródy (katódy). Táto reakcia zanecháva nedostatok elektrónov na medenej elektróde, čo je kľúčový dôvod, prečo elektróny stále prúdia zo zinku do medenej elektródy. Zinok sa rozkladá v procese nazývanom oxidácia, zatiaľ čo medená elektróda prijíma elektróny v procese redukcie.
Dôležitým prvkom je práve kyslosť spomínanej zemiakovej šťavy. Pre dosiahnutie optimálneho výsledku je dôležité presne dodržať správny postup.
Praktický návod krok za krokom
Hoci zemiaková elektrina nepostačuje na napájanie domácnosti, môže byť postačujúca na rozsvietenie malej diódy. Nasledujúci postup je jednoduchý:
- Pripravte si materiály: Budete potrebovať dva vodiče z rozdielnych materiálov. Ideálna je kombinácia elektród z medi a zo zinku vo forme drôtov či plieškov. Najlepšie je použiť kombináciu medi a zinku, napríklad medený drôt a zinkový pliešok.
- Spojenie: K drôtom pripojte diódu, ktorá bude ukazovať výsledný prúd. Budeme potrebovať dva vodiče z rozdielnych materiálov a žiarovku či diódu.
- Zemiak ako zdroj: Voľné konce vodičov pevne zapichnite do jedného zemiaku. Alternatívne môžete použiť plastový pohár naplnený roztokom kyseliny citrónovej, ak chcete ušetriť zeleninu. Vezmite dva zemiaky a do každého zapichnite jeden medený drôt a jeden pozinkovaný klinec. Pomocou krokosvoriek spojte medené drôty zo zemiakov s klincami. Pripojte vodiče zo zemiakov k LED dióde alebo inému malému zariadeniu.
Po splnení týchto krokov by sa mala žiarovka alebo dióda rozsvietiť. Po dokončení tohto jednoduchého postupu by sa dióda mala rozsvietiť. Tento efekt však postačuje iba na veľmi malé zariadenia, pretože kapacita takto vyrobeného prúdu je obmedzená.
Ako zvýšiť výkon zemiakovej elektrárne?
Ak chcete zvýšiť produkciu energie, budete potrebovať viac než jeden zemiak. Riešením je zapojenie viacerých zemiakov do série, čo znásobí celkové napätie. Napríklad zapojením ôsmich zemiakov dokážete rozsvietiť aj menšiu žiarovku. Pre ešte lepšie výsledky môžete použiť kyslejšie ovocie, napríklad citróny, alebo zvýšiť koncentráciu kyseliny citrónovej v roztoku. Ďalšou fázou experimentu môže byť zvýšenie produkcie energie. Napríklad zapojením ôsmich zemiakov do série sa znásobí celkové napätie a dokážeme rozsvietiť aj menšiu žiarovku.
Nezabúdajte však, že tento spôsob má svoje limity - ide skôr o demonštráciu princípu chemických reakcií než o praktický zdroj energie.
Jak vypnout, zapnout nebo omezit přetoky u měniče Solax ⚡ | Jednoduchý návod krok za krokem
Prečo skúsiť tento experiment?
Výroba elektriny zo zemiakov je nielen jednoduchá, ale aj poučná. Môžete ju využiť ako zábavnú aktivitu s deťmi, školský projekt alebo len ako spôsob, ako pochopiť základy fungovania galvanických článkov. Experiment demonštruje základné princípy elektro-chémie a ukazuje, ako môžu chemické reakcie generovať elektrickú energiu. Okrem toho tento pokus poukazuje na potenciál využívania prírodných zdrojov v inovatívnych riešeniach. Zemiaková batéria je nielen zábavným experimentom, ale aj ukážkou toho, ako môžeme využiť prírodné zdroje na výrobu energie.
Vyskúšajte tento jednoduchý experiment doma a presvedčte sa na vlastné oči, aké možnosti ponúkajú obyčajné zemiaky, ktoré máme bežne v kuchyni.
Na Slovensku síce elektrárne na báze spracovania srvátky či cibule zatiaľ nemáme, no aj v našich podmienkach sa čoraz viac rozširuje výroba zelenej elektrickej energie bez emisií a nepriaznivých vplyvov na životné prostredie. Tento ekologický variant elektriny je v súčasnosti prístupný pre každého prostredníctvom Zelenej energie od SSE. Stačí si k štandardným platbám za elektrinu priplatiť mesačne dve eurá a 100 % spotreby elektriny vašej domácnosti bude krytých obnoviteľnými zdrojmi energie, akými sú voda, vietor, slnko či biomasa. Zelená energia od SSE je navyše vyrobená výlučne na Slovensku.
