Chemia

Prąd z ziemniaków na poważnie

Autor: Agata Kukwa

Do tej pory energia elektryczna pozyskiwana z ziemniaków była przedmiotem jedynie szkolnych lub domowych eksperymentów. Naukowcy postanowili zbadać ukryty potencjał ziemniaka na poważnie. Wykorzystując proste ogniwo galwaniczne naukowcom z Jerozolimy udało się pokazać, że gotowane ziemniaczki mogą być całkiem wydajnym źródłem prądu.

Wytworzenie energii elektrycznej z ziemniaków możliwe jest dzięki połączeniu ich w tak zwane ogniwo galwaniczne. Są nim dwie elektrody (metale) zanurzone w elektrolicie, czyli substancji zdolnej do przenoszenia ładunku między elektrodami. Kiedy zachodzą reakcje między elektrodą, a elektrolitem produkowany jest prąd.

Ligi Galvani prowadził obserwacje produkcji prądu z tkanek zwierzęcych już w latach 80. XVIII wieku. Nazywał to wtedy „zwierzęcym prądem”. Dopiero Aleksandro Volta odkrył, że nie jest to kwestia organizmu żywego, a elektrolitu, którym mogą być np. soki warzyw lub owoców. Ciekawostkę stanowi fakt, że Volta sprawdzał wytworzone napięcie własnym językiem.

Do sporządzenia tradycyjnej ziemniaczanej baterii wystarczą jedynie dwa ziemniaki, dwa ocynkowane gwoździe, dwie miedziane monety, trzy kable i urządzenie na baterie. Dziecinnie proste:

Nowy projekt opiera się  na dokładnie tej samej zasadzie działania, z kilkoma małymi różnicami. Okazało się bowiem, że ugotowanie ziemniaków pozwala na uzyskanie 10 razy więcej prądu niż w przypadku surowych bulw. Aby maksymalnie zwiększyć wydajność baterii pokrojono ziemniaki w prostopadłościenne bloki o wymiarach 29mm x 50 mm x 90mm.

Budowa baterii oraz schemat budowy ziemniaczanego ogniwa Zn/Cu

Tak przygotowany kawałek ziemniaka znajdował się pomiędzy dwiema płaskimi elektrodami (cynkowa i miedziana), przyłożonymi do największych ścian. Podczas eksperymentów zasilano w ten sposób dwie diody elektroluminescencyjne (ang. light-emitting diode – LED).

Wyniki testów były zaskakujące. Napięcie nominalne baterii z ziemniaka to ok. 0.79V, a czas działania dochodził nawet do kilku dni. Dla porównania, alkaliczna bateria AA (popularny „paluszek”) generuje napięcie rzędu 1.51V. Mimo, że ziemniaczana bateria daje o połowę mniej prądu jest dużo bardziej ekonomiczna.

Kiedy obliczono koszty budowy i eksploatacji ogniwa, i porównano z kosztami baterii AA okazało się, że prąd z ziemniaków kosztuje 9 USD/kWh, podczas gdy ten z baterii AA – 450 USD/kWh. Różnica chyba nie wymaga komentarza.

Według autorów eksperymentu opracowana przez nich technologia może zostać zastosowana do ładowania przenośnych urządzeń codziennego użytku jak radio, telefony komórkowe, a nawet komputer czy prosty sprzęt medyczny.

Po kukurydzy, pszenicy i ryżu ziemniak jest jednym z najbardziej popularnych plonów na świecie. Co roku produkuje się  323 mln ton ziemniaków, przy czym ponad 30% pochodzi z krajów rozwijających się. Jeśli opisane eksperymenty zostaną potwierdzone ziemniaki mogą stanowić wielką szansę w krajach, gdzie elektryczność ciągle jest luksusem.

ResearchBlogging.org

Więcej informacji:
Golberg, A., Rabinowitch, H., & Rubinsky, B. (2010). Zn/Cu-vegetative batteries, bioelectrical characterizations, and primary cost analyses Journal of Renewable and Sustainable Energy, 2 (3) DOI: 10.1063/1.3427222
Print Friendly

O autorze

Agata Kukwa

Absolwentka Wydziału Chemicznego Politechniki Gdańskiej. Magister technologii ochrony środowiska, inżynier ochrony i zarządzania środowiskiem. Obecnie doktorantka w Katedrze Informatyki Ekonomicznej na Wydziale Zarządzania Uniwersytetu Gdańskiego. Interesuje się nowymi technologiami oraz stymulowaniem działalności innowacyjnej w Polsce.

  • mall

    Pytanie kluczowe: czy wzięto pod uwagę koszt wyhodowania ziemniaka?

    • Agata Kukwa

      W artykule koszty gotowania i ziemniaka zostały nazwane marginalnymi. Największe koszty związane są z elektrodą cynkową, która zużywa się w trakcie reakcji. Szczegółowe informacje dotyczące obliczenia kosztów dostępne są w artykule, który jest darmowy, więc możesz zobaczyć :)

      • mall

        Akurat w pracy komentarz pisałem :P

      • Agata Kukwa

        Nie ładnie tak w pracy :P lepiej drzemkę na biurku sobie zrobić ;)

  • Konrad

    Ziemniak na prezydenta;)

    • Agata Kukwa

      W czasie wyborczej zadymy uważałabym na takie komentarze ;)

      • Konrad

        Bez przesady, to tylko ziemniak;)

  • mall

    za dużo telefonów na drzemkę :)
    Ale zrywami pracuję bardzo intensywnie :D

    • Agata Kukwa

      Fajnie, że w przerwach czytasz badania.net, bardzo mi się to podoba :D

  • andiw

    Każdy co nie co znający się na chemii wie takie zabawy jak „prąd z ziemniaka” robi się dzieciom w podstawówce, żeby pokazać istotę działania ogniwa galwanicznego. O wiele taniej jest użyć solanki. Takie ściemy o gotowaniu ziemniaków można wkręcać hamurgerożercom.

  • lokishiamk

    Pominąłeś ,,że” w pierwszym zdaniu i nie ma czegoś takiego jak ,,hamurger” , poza tym w podstawówce teraz już tego nie ma. Do tego sól jest droższa od ziemniaków wiem że roztwór ale woda też kosztuje i za nim napiszesz że ściema to może to poprzesz własnym doświadzczeniem bo ja osobiście sprawdziłem że ugotowany ziemniak działa dłużej i do tego wydzielany przez niego prąd ma wyższe napięcie i natężenie

  • Angela xyz

    Dlaczego po eksperymencie nie można tych ziemniaków spożyć? Jest to związane z metalami, które mają ten prąd przewodzić?

  • Matillech

    Dzisiaj w szkole mieliśmy doświadczenie i z połówki cytryny, połówki cebuli całego jabłka i całego ziemniaka osiągnąłem napięcie rzędu 3.5 V.

  • Jarek Cichon

    Połowe mniej prądu czy połowę niższe napięcie ?