你知道水果可以发电吗?英国知名摄影师凯莱布·查兰推出的《回归灯光》系列作品,就使用了水果作为 LED 灯供电的素材。查兰的实验对象广泛,他会用酸橙做成一个临时电池,或用一堆苹果为吊灯供电,甚至仅用一颗橘子就能让一盏灯亮起来……而且他使用的工具很简单:一捆钟表上的金属线,几个被铜线包裹的镀锌钉和不同种类的水果。
其实,水果发电的原理和最早的化学电池有异曲同工之妙。十九世纪初意大利物理学家伏特发明了电池。他将铜片和锌片作为两个电极插入稀硫酸溶液中制成了最初的化学电池。在这个电池中,一个电极是铜片,另一个电极是锌片,电解质是稀硫酸。锌容易失去电子,被氧化成锌离子进入溶液,电子由锌片通过导线流向铜片,溶液中的氢离子从铜片获得电子被还原成氢原子,氢原子再结合成氢分子从铜片上逸出。在这整个过程中,电子流出的一极是负极,该极发生氧化反应;电子流入的一极是正极,发生还原反应,氧化剂与还原剂之间发生电子转移,而电子的定向移动可以产生电流。
水果之所以能发电,其原理首先是水果中含有大量水果酸,这是一种很好的电解质;其次,插入水果中的两个金属片通常情况下电化学活性是不一样的,其中更活泼的金属片能置换出水果中酸性物质的氢离子,可以产生电荷,造成电压的改变,于是便形成一个原电池。
在水果发电和伏打电堆实验的过程中,两个金属片是相同的,水果中的水果酸就相当于稀硫酸。而且有实验证明,在相同条件下,不同的水果电池电压不同,水果电池形成的关键因素之一也在于水果中的酸性物质含量。
本文由石家庄藁城区一中中学一级教师高飞进行科学性把关
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作者: 尹茹