Di S. Hussain Ather – Aggiornato il 30 agosto 2022
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Con pochi oggetti di uso quotidiano puoi costruire una piccola batteria che dimostra i fondamenti dell'elettricità. Sebbene la chimica differisca da quella delle batterie commerciali, questi progetti illustrano come gli ioni si muovono e generano una corrente.
Esistono tre semplici tipi di batterie fai-da-te che puoi costruire a casa:
Segui i suggerimenti sulla sicurezza riportati di seguito prima di iniziare.
Anche le batterie più piccole possono produrre uno shock o un cortocircuito. Non toccare mai entrambe le estremità della batteria contemporaneamente. Mantieni l'area di lavoro asciutta e utilizza strumenti isolati. Durante il test della tensione, evitare di creare un cortocircuito diretto tra i terminali.
Scegli una giornata soleggiata e asciutta. Scava buche poco profonde (2-3 pollici) ad almeno qualche metro di distanza. Posiziona un chiodo di rame e uno di alluminio in ciascun foro, assicurandoti che le teste di metallo siano a filo con il terreno. Utilizzare le tronchesi per togliere circa 1,5 pollici di isolamento dal filo di rame. Avvolgi saldamente la sezione spelata attorno alla testa di ciascun chiodo, quindi collega i due chiodi con un anello continuo di filo di rame.
Collegare i cavi del multimetro agli elettrodi di rame e alluminio. Impostare lo strumento in modalità CC. Una singola cella dovrebbe leggere pochi millivolt; la lettura dipende dalla composizione del terreno e dall'umidità. Per una tensione più elevata, disponi più celle in serie:chiodi alternati in rame e alluminio, collegando ciascuna coppia da un'estremità all'altra. Una serie a 12 celle può raggiungere fino a ~0,3 V.
Taglia il materiale bagnato alla dimensione di un centesimo. Sciogliere 2-3 cucchiaini di sale nella ciotola d'acqua; l'aceto può fungere da elettrolita debole. Immergere la carta per due minuti, quindi strizzare il liquido in eccesso. Avvolgete la carta imbevuta con un foglio di alluminio, modellandola intorno ad una monetina. Posiziona la moneta sopra la pellicola. Questo assieme è una cella.
Collega un multimetro tra la moneta e il foglio. Una cella tipica produce 0,1–0,3 V. Impila più celle in serie per aumentare la tensione ed esegui il test con un LED:dovrebbe accendersi una volta che la tensione cumulativa supera la soglia del LED (~2 V).
Avvolgi ciascuna vite con una striscia di carta, quindi avvolgi il filo di rame attorno alla vite ricoperta di carta 30-40 volte. Usa la siringa per praticare sei fori equidistanti su un lato della tavola. Inserisci le viti attraverso la tavola formando una griglia, assicurandoti che la carta rimanga avvolta. Collegare le viti con il filo di rame, fissando saldamente i giunti.
Immergere la tavola in un bagno salino per diversi minuti, quindi rimuoverla e asciugarla. Collega un multimetro ai terminali della scheda. Il dispositivo produce tipicamente 0,2–0,5 V per cella; più celle possono essere collegate in serie per una maggiore potenza. Un LED può fungere da indicatore visivo.
Questi esperimenti illustrano come le soluzioni elettrolitiche possono generare elettricità, offrendo una base per la ricerca sulle batterie rinnovabili a basso costo. Le attuali limitazioni degli elettroliti acquosi, ovvero un voltaggio inferiore rispetto alle celle agli ioni di litio, vengono affrontate da prodotti chimici avanzati. Ad esempio, la ricerca condotta dai Laboratori federali svizzeri per la scienza e la tecnologia dei materiali ha dimostrato che le soluzioni di bis(fluorosulfonil)immide di sodio (NaFSI) possono raggiungere fino a 2,6 V, quasi il doppio della tensione delle tradizionali soluzioni saline.
Storicamente, la batteria terrestre fu descritta per la prima volta da Alexander Bain nel 1841, portando alla prima tecnologia telegrafica e a intuizioni sul campo elettrico terrestre. Le ricerche moderne continuano ad esplorare il potenziale di questi semplici sistemi per soluzioni energetiche sostenibili.
