Опинившись на безлюдному острові, сучасний Робінзон міг би не відмовляти собі в задоволенні користуватися плеєром, смартфоном або кишеньковим ліхтариком за умови, що він умів би добувати електрику з кокосів і бананів.

Соковиті фрукти, молода картопля та інші харчові продукти можуть служити харчуванням не тільки для людей, а й для електроприладів. Щоб добути з них електрику, знадобляться оцинкований цвях або шуруп (тобто практично будь-який цвях або шуруп) і відрізок мідного дроту. Щоб зафіксувати присутність електрики, нам знадобиться побутової мультиметр, а більш наочно продемонструвати успіх допоможе світлодіодний світильник або навіть вентилятор, розраховані на живлення від батарейок.

Лимонна батарейка Розімніть лимон в руках, щоб зруйнувати внутрішні перегородки, але не пошкодити шкірку. Вставте цвях (шуруп) і мідний дріт так, щоб електроди розташовувалися якомога ближче один до одного, але не стикалися. Чим ближче будуть знаходитися електроди, тим менше ймовірність, що вони виявляться розділені перегородкою всередині фрукта. У свою чергу, чим краще іонний обмін між електродами всередині батарейки, тим більше її потужність.

Суть досвіду в тому, щоб помістити мідний і цинковий електроди в кисле середовище, будь то лимон або ванночка з оцтом. Гвоздь послужить нам негативним електродом, або анодом. Мідний дріт призначимо позитивним електродом, або катодом.

У кислому середовищі на поверхні анода протікає реакція окислення, в процесі якої виділяються вільні електрони. З кожного атома цинку йде два електрона. Мідь - сильний окислювач, і вона може притягувати електрони, звільнені цинком. Якщо замкнути електричне коло (підключити до імпровізованої батарейці лампочку або мультиметр), електрони потечуть від анода до катода через неї, тобто в ланцюзі виникне електрику.

Картопляна батарейка Картопля - від природи прекрасний корпус і електроліт для гальванічного елемента. Картопля стабільно давала нам напругу понад 0,5 В з одного елемента, тоді як лимон демонстрував результат в районі 0,4 В. Чемпіон по вольтажу - оцет: 0,8 В з осередку. Щоб отримати більшу напругу, з'єднувати елементи послідовно. Для харчування більш потужних споживачів (вентилятор) - паралельно.

На поверхні катода, тобто негативно зарядженого електрода, йде реакція відновлення: катіони (позитивно заряджені іони) водню, що містяться в кислоті, отримують відсутні електрони і перетворюються в водень, що виходить назовні у вигляді бульбашок. Близько катода виникає концентрація аніонів (негативно заряджених іонів) кислоти, а близько анода - катіонів цинку. Щоб збалансувати заряди в електроліті, необхідно забезпечити іонний обмін між електродами всередині батарейки.

Земляна батарейка Підвищена кислотність грунту - проблема для агрономів, але радість для електротехніків. Зміст іонів водню і алюмінію в землі дозволяє буквально увіткнути в горщик дві палки (як зазвичай, цинкову і мідну) і отримати електрику. Наш результат - 0,2 В. Для поліпшення результату грунт варто полити.

Важливо розуміти: електрика виробляється не з лимона або картоплі. Це зовсім не та енергія хімічних зв'язків в органічних молекулах, яка засвоюється нашим організмом в результаті споживання їжі. Електроенергія виникає завдяки хімічним реакціям за участю цинку, міді і кислоти, і в нашій батарейці саме цвях служить витратним матеріалом.

Стаття «Енергетична цінність» опублікована в журналі «Популярна механіка» ( №6, червень 2015 ).