Door Chris Deziel – Bijgewerkt op 24 maart 2022

Alexander Shalamov/Hemera/Getty Images

Batterijen zetten chemische energie om in elektrische energie. Hoewel een citroenbatterij slechts een bescheiden vermogen levert, demonstreert deze hetzelfde principe als autobatterijen. Deze gids laat zien hoe je thuis een functionele elektrochemische cel kunt bouwen met behulp van twee alledaagse voorwerpen:Coca-Cola en azijn.

Hoe een batterij werkt

Een basiselektrochemische cel bestaat uit een anode, een kathode en een elektrolyt. De anode (negatieve elektrode) en kathode (positieve elektrode) zijn gemaakt van twee verschillende metalen die met verschillende snelheden reageren. Afzonderlijk stromen elektronen te langzaam om bruikbare stroom te genereren. Door de elektroden onder te dompelen in een elektrolyt (meestal een zure oplossing) ontstaat er een chemische gradiënt die elektronen door een extern circuit duwt. Zolang de chemische reactie voortduurt, produceert de cel een constante spanning.

Een colabatterij maken

Elke frisdrank die fosforzuur bevat, kan als elektrolyt dienen; Coca-Cola (gewoon of dieet) is een populaire keuze. Knip een strook uit het aluminium blik en schuur de verf eraf om het metaal bloot te leggen. Gebruik een kleine koperen strip voor de anode. Plaats beide strips in een glas Coca-Cola en sluit een voltmeter aan. Je zou ongeveer 0,75 V moeten aflezen. Het aluminium fungeert als kathode, terwijl koper als anode dient.

Een azijnbatterij maken

Azijn, dat azijnzuur bevat, is een uitstekende elektrolyt. Gebruik voor de anode een koperen strip. Een zinkelektrode, zoals een gegalvaniseerde spijker bedekt met zink, dient als een betere kathode dan aluminium. Het onderdompelen van de twee elektroden in azijn levert ongeveer 1 V op. Om een LED van stroom te voorzien, sluit je twee cellen in serie aan:bevestig de LED tussen de anode van de eerste cel en de kathode van de tweede en overbrug vervolgens de resterende elektroden met een draad.

Een azijncel observeren

Omdat azijn helder is, kun je de reactie in realtime zien. Nadat u een LED een nacht heeft laten branden, inspecteert u de zinkelektrode. Er zal zich een donkere, zwarte afzetting van koperatomen hebben gevormd terwijl waterstofionen zich combineren met elektronen en zich op het zinkoppervlak nestelen. Mogelijk zie je ook bellen van waterstofgas ontstaan op de koperen strip. Waterstofionen krijgen elektronen om waterstofatomen te worden, die paren vormen tot H₂-moleculen.