如何制作水果电池

如何自己製作電池
壹、研究動機
去年的艾利颱風重創新竹縣尖石鄉，尤其以新光部落最為嚴重，加上新光地處新竹縣最偏遠地區物質極為缺乏，每逢颱風其間常常斷水斷電，在深山上一時電池也不容易購得，因此在沒有電的情形下，日常生活頗為不便，如果能夠自己製作電池將會給此地的居民帶來莫大的便利，所以我們這次科展的主題就是要研究在山上有那些東西可以用來作電池，以作為颱風其間可用來作為社區家庭的備用電力，提到電池，我們經常誤以為要使用錳或鹼，無法自己動手做，現在我們就以一些木碳及水果等物當電池點亮小燈泡和發動其他的電器用品。

貳、研究目的
一〃能拆開及分解電池並研究裡面的構造。

二〃能用研究日常生活中有那些東西可以用來作電池。

三〃能使用鋁箔紙及自動筆蕊來作簡易電池。

四〃能使用保特瓶和鉛筆來作燃料電池。

五〃能使用柑橘或檸檬等水果來作水果電池。

六〃能使用活性碳來作層疊電池。

七〃能使用木碳來作大型電池。

八〃能用鋁和鐵來製作人類電池。

參、研究設備及器材
一〃簡易電池：鋁箔紙、面紙、鉛筆筆蕊、食塩水、導線、塑膠盒。

二〃水果電池：柑橘或檸檬數顆、鐵叉數隻、導線、燈炮、鋁箔紙、雙氧水
三〃燃料電池：保特瓶、鉛筆、碳酸鈉（硝酸鉀）、導線、砂紙、強力膠、大電池、保麗龍、發光二極管
四〃層疊電池：活性碳（冰箱除臭劑）、紙巾、鋁箔、導線、馬達
五〃大型電池：木炭、數個長空箱、鋁箔紙、綿布、食塩、竹筷、導線、鐵鎚
六〃人類電池：食塩水、鋁箔紙、鐡盆子、鋁鍋子、導線
肆、研究過程或方法
一、分解乾電池：
1將乾電池封皮接縫處以鐡鉗稍微拉開。

2用鐡鉗將外側的封皮捲下。

3拆下電池銀色的蓋子部份(+極部份)。

4用剪刀將塑膠包裝拆下。

5用鐡鉗夾住銀色金屬的接縫處，拉開，觀察金屬部分的厚度。

二、簡易電池的製作：
1先準備鋁箔紙、面紙、鉛筆筆芯、食塩水、導線、塑膠盒等材料。

2將2~3張面紙重疊，整齊的摺成數摺。

3將摺好的紙，整齊地捲在筆芯外。

4再將鋁箔紙包在外面，筆芯成為電池的＋極，鋁箔紙的部份則成為電池的－極。

5製作２顆電池，暫時浸泡在濃食塩水中一段時間。

6等食塩水浸濕面紙時，利用有鱷夾的導線，將２顆電池接續在一起。

7將這２顆電池接到燈泡，就可以使燈泡發亮。

三、水果電池的製作：
1先準備檸檬數顆、鐵叉數隻、導線、燈炮、鋁箔紙、雙氧水等材料。

2將鋁箔紙舖在下方，放上切成一半的檸檬，用鐡叉深深插入（水果和鐡叉的接觸面愈廣所產生的電流會愈大）、
3就這樣，將鋁箔紙當成－極，而鐵叉當成＋極，一顆水果電池
就這樣完成。

4由於一個水果電池所能取得的電流量較小，因此只要將水果作成的電池串連５顆，再接上馬達，就可以使馬達轉動。

四、燃料電池的製作：
1先準備保特瓶、鉛筆數支、碳酸鈉（硝酸鉀）、導線、砂紙、強力膠、大電池、保麗龍、發光二極管等器材。

2先將鉛筆數支烤成焦碳，再將筆芯抽出來，再用砂紙磨筆芯使筆芯上有細小的凹击。

3取出一個保特瓶（600ml），先在保特瓶蓋子上打３個洞，再將２支筆芯穿過洞，再用強力膠固定，筆芯間用保麗龍夾主固定，不可以靠在一起。

4再將保特瓶將入碳酸鈉（硝酸鉀）溶液３大匙，再將其充份搖晃。

5將兩個筆芯用鱷魚夾和大電池夾住，並通電20秒。

6將兩個筆芯用鱷魚夾夾住發光二極管，就可以使其發亮，燃料電池就完成了。

五、層疊電池的製作：
1先準備活性碳（冰箱除臭劑）、紙巾、鋁箔、導線等器材
2先將紙巾折作正方形，疊成9疊，整齊地疊好。

3把鋁箔紙對摺好（鋁箔紙要二層），再折成和紙巾一樣大小，作成十個一樣的東西。

4在盛8分滿的水杯子中，倒入3大食塩後，充分加以以攪拌。

5將已事先摺好的鋁箔紙舖在下方。

6將事先已經摺好的的紙巾放置在其上。

7沿著竹筷讓食塩水順著滴下，把紙巾完全浸濕。

8在紙巾上，倒出適量的活性碳，利用指尖將活性碳攤平，讓紙看不出空隙，這樣就完成一個電池，活性碳是＋碳，鋁箔紙是－極。

9將它疊成九層，最後再放上聚集＋極（活性碳）用的鋁箔紙，就完成了。

六、大型電池的製作：
1先準備木炭、數個長空箱、鋁箔紙、綿布、食塩、竹筷、導線、鐵鎚等器材。

2將綿布攤開後，將碎木炭放在上面，再將布包起，以鐵槌反覆敲打，直到木炭變成粉末。

3在空箱內側面繞上一層鋁箔紙，將上面的部份向外摺，當成－極。

4將５塊布重疊，整齊地放入空箱中。

5將鋁箔紙捲在竹筷上，做成＋極。

6將＋極立在中心，倒入粉末狀的木炭，倒入約９分滿左右，且要一邊用棒子擠壓讓它密實，用多出來的布將上面的部份包住。

7充分地倒入濃食塩水，如此一來，１個大型的電池就這樣完成了。

七、人類電池的製作：
1先準備食塩水、鋁箔紙、鐡盆子、鋁鍋子、導線等器材。

2將兩手浸在濃食塩水中，讓手完全沾濕。

3將右手手心貼放在鋁鍋子，左手手心則是完全貼放在鐡盆子上。

4就這樣，一個以鋁為－極，以鐡為＋極的人體電池就完成了。

伍、研究結果
一〃在解剖乾電池的實驗中，我們發現新電池的金屬部份很厚，舊電池的金屬部份很薄。

二〃在簡易電池的製作中，用來浸透食塩水的面紙上，將雙氧水溶液滲入，就可以使用更長久。

三〃在水果電池的製作中如果馬達突然不轉時，最好的方法可在鋁箔紙和水果間倒入雙氧水，這樣可以增強電力。

四〃在燃料電池的製作中，通電後氣泡都聚集在筆芯上，這就是氧氣和氫氣，打第三個洞是為了使這些氣體可以漏出來。

五〃將木板放在層疊電池上，只用以單手用力一壓，電流就會開始大量流出，如果電力減弱時，只要將層疊電池做成十個以上就可以。

六〃在製作大型電池時，製作３個左右的電池，只要用直列的接續（串聯），就可以獲得極強大的電流。

七〃在製作人類電池時，由於只有一個的人類電池，所能取得的電流量較小之故，因此連接三個人的電流量較強，舖在桌子上的鋁箔紙所擔任的是導線的工作，負責傳導電流。

陸、討論
一〃乾電池金屬部份為鋅製成的容器，內側黏有紙，這就是隔離層，內部有稱為正極合劑的二氧化錳、碳粉、電解液等組成的黑色物質，正極為碳棒，負極為電池底部的鋅，乾電池的原理為底部的鋅會釋放電子，而正極及正極合劑會接受電子，進而生電流。

二〃簡易電池產生電力的原因是食塩水的成份為氯化鈉，氯離子和鈉離子分別向鋁箔及碳棒移動，藉此鋁箔會釋放出電子，
碳捧會接受電子因而產生電流。

三〃水果電池的實驗中，檸檬產生電力的原因是檸檬汁在電力上有溶化金屬的能力，稱為電解質，將鐡插及鋁箔插入檸檬汁中，這兩種金屬在檸檬汁中起化學反應，鋁會釋放電子，鐵會接受電子因而產生電流。

四〃在製作燃料電池的過程中，將水通電，就會產生氫氣和氧氣，這是因為電能量使構成水的氫和氧之間的連結斷裂，產生氫氣和氧氣，這就是水的電解，與電解相反的反應，也就是使氫和氧結合成為水，獲得電能量就是燃料電池的電力產生的由來。

五〃層疊電池的電力來源是鋁溶解於食塩水（電解質）時，會釋放電子，紙巾成為隔離層，避免鋁中析出的電子直接與活性碳接觸，而活性碳成為接受電子的部份，因而產生電流。

六〃大型電池的製作原理為外面的鋁箔為釋放電子的部份，中間的布為隔離層，碳粉及濃食塩水為正極合劑，竹筷包鋁箔為正極，正極及正極合劑為接受電子的部份，因而產生電流。

七〃人類電池的製作原理，是鋁的離子化傾向比鐡大，所以從鋁釋放電子，而人體成為電解質，鐡成為接受電子的部份，進而產生電流。

柒、結論
一〃電池由三個部份組成，也就是(1)送出電子的部份（負極，鋅）
(2) 隔離層（紙）。

(3)接受電子的部份（正極、正極合劑）。

二〃簡易電池及水果電池可加入雙氧水來增強電力。

三〃燃料電池的性能取決於電極表面積的大小和電解液的種類。

四〃層疊電池用手壓住上方的木板，是為了增加鋁箔和活性碳的接觸面積，可以增加電流量。

五〃大型電池因為產生的電力很大，藉由電池的運作，可以用來操作各種可用電池的電器用品。

六〃製作人類電池時，將兩手的手心以食塩沾上及擴大和金屬面間的接觸面積，都是製作電池成功的要領。

捌、參考資料
一、翰林四上自然與生活科技教師手冊、學習手冊、課本。

二、科學學習遊戲－化學篇（益智工房）。

三、隨手可做有趣的科學實驗一（世茂）
四、隨手可做有趣的科學實驗二（世茂）
五、伽利略工房66個挑戰創意的科學實驗（世茂）
六、有趣的科學實驗100（世茂）
七、365個簡單有趣的科學遊戲（方智）。