Di Chris Deziel | Aggiornato il 24 marzo 2022
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Quando un'interruzione di corrente ti lascia al buio e la tua torcia si scarica, potresti rimanere sorpreso nello scoprire che un'arancia, un limone o un lime possono fornire l'energia necessaria per accendere un piccolo LED. Un singolo frutto produce solo pochi millivolt, ma quando diversi frutti sono collegati in serie, la tensione combinata è sufficiente per alimentare una lampadina. Il segreto sta nell'acido citrico all'interno del frutto, che agisce come un elettrolita, consentendo agli elettroni di fluire tra due elettrodi metallici diversi.
L'acido citrico negli agrumi funge da elettrolita che consente all'elettricità di fluire tra gli elettrodi di rame e zinco.
Gli elettroliti sono fluidi che contengono ioni liberi, particelle cariche che possono muoversi attraverso una soluzione. Nei sistemi biologici, gli elettroliti come gli ioni sodio, potassio e calcio trasmettono segnali elettrici che controllano tutto, dai battiti cardiaci agli impulsi nervosi. In un frutto, l'acido citrico si dissocia in ioni idrogeno (protoni) e ioni citrato, creando un mezzo che conduce facilmente la corrente elettrica.
Per costruire una batteria alla frutta sono necessari solo l’elettrolita naturale del frutto e una coppia di elettrodi realizzati con metalli diversi. Una combinazione comune ed efficace è un chiodo zincato (rivestito di zinco) come elettrodo negativo e una monetina di rame o un corto pezzo di filo calibro 12 come elettrodo positivo. La superficie di zinco rilascia elettroni nella soluzione di acido citrico, mentre la superficie di rame accetta elettroni. Quando colleghi i due elettrodi con un filo, gli elettroni viaggiano dallo zinco al rame, generando una tensione piccola ma misurabile che può accendere un LED.
Per una batteria affidabile, utilizza frutta fresca ad alto contenuto di acido:limoni e lime sono l'ideale perché la loro acidità più forte fornisce una migliore conduttività ionica. Evita di usare monete coniate dopo il 1982, poiché sono principalmente zinco e non forniranno l'elettrodo di rame necessario. Se hai bisogno di una tensione maggiore, collega semplicemente più celle di frutta in serie.
L'acidità di un frutto influenza direttamente le sue prestazioni elettriche. I frutti più aspri, come limoni e lime, contengono concentrazioni più elevate di acido citrico, che aumenta la forza ionica e, di conseguenza, il flusso di corrente. Le arance sono meno acide, il che si traduce in un elettrolita più debole e in una tensione di uscita inferiore. Anche i frutti più giovani e appena raccolti hanno prestazioni migliori perché la concentrazione di acido citrico diminuisce nel tempo man mano che si scompone in zuccheri.
Oltre agli agrumi, puoi sperimentare altri alimenti acidi, come mele giovani, patate o persino pomodori, per osservare in che modo la forza dell'elettrolito influisce sulla durata della batteria.
Sfruttando la chimica naturale della frutta, puoi creare una dimostrazione semplice e pratica dei principi elettrochimici di base alimentando un piccolo dispositivo, il tutto con materiali che puoi trovare in qualsiasi cucina.
