Door Chris Deziel | Bijgewerkt op 24 maart 2022

LorenzoT81/iStock/GettyImages

Wanneer u door een stroomstoring in het donker zit en de batterijen van uw zaklamp leeg zijn, zult u misschien verbaasd zijn als u ontdekt dat een sinaasappel, citroen of limoen de energie kan leveren die nodig is om een kleine LED te laten branden. Eén enkele vrucht produceert slechts een paar millivolt, maar als er meerdere in serie zijn geschakeld, is de gecombineerde spanning voldoende om een ​​lamp van stroom te voorzien. Het geheim schuilt in het citroenzuur in de vrucht, dat werkt als een elektrolyt, waardoor elektronen tussen twee ongelijksoortige metaalelektroden kunnen stromen.

TL;DR

Citroenzuur in citrusvruchten fungeert als een elektrolyt die ervoor zorgt dat elektriciteit tussen koper- en zinkelektroden kan stromen.

Wat is een elektrolyt?

Elektrolyten zijn vloeistoffen die vrije ionen bevatten:geladen deeltjes die door een oplossing kunnen bewegen. In biologische systemen zenden elektrolyten zoals natrium-, kalium- en calciumionen elektrische signalen uit die alles regelen, van hartslag tot zenuwimpulsen. In een vrucht valt citroenzuur uiteen in waterstofionen (protonen) en citraationen, waardoor een medium ontstaat dat gemakkelijk elektrische stroom geleidt.

Een citrusvruchtenbatterij bouwen

Om een fruitbatterij te bouwen heb je alleen de natuurlijke elektrolyt van het fruit nodig en een paar elektroden gemaakt van verschillende metalen. Een veel voorkomende en effectieve combinatie is een gegalvaniseerde (verzinkte) spijker als negatieve elektrode en een koperen cent of een kort stukje 12-gauge draad als positieve elektrode. Het zinkoppervlak laat elektronen vrij in de citroenzuuroplossing, terwijl het koperoppervlak elektronen accepteert. Wanneer je de twee elektroden met een draad verbindt, reizen de elektronen van zink naar koper, waardoor een kleine maar meetbare spanning ontstaat die een LED kan laten oplichten.

Gebruik voor een betrouwbare batterij vers fruit met een hoog zuurgehalte; citroenen en limoenen zijn ideaal omdat hun sterkere zuurgraad voor een betere ionische geleidbaarheid zorgt. Vermijd het gebruik van centen die na 1982 zijn geslagen, aangezien deze voornamelijk uit zink bestaan ​​en niet de benodigde koperelektrode leveren. Als u een hogere spanning nodig heeft, sluit u eenvoudig meerdere fruitcellen in serie aan.

Waarom citroenen en limoenen beter presteren dan sinaasappelen

De zuurgraad van een vrucht heeft rechtstreeks invloed op de elektrische prestaties ervan. Zure vruchten, zoals citroenen en limoenen, bevatten hogere concentraties citroenzuur, wat de ionsterkte en daarmee de stroomsterkte verhoogt. Sinaasappelen zijn minder zuur, wat resulteert in een zwakkere elektrolyt en een lagere uitgangsspanning. Ook jonger, vers geoogst fruit presteert beter omdat de citroenzuurconcentratie in de loop van de tijd afneemt als het wordt afgebroken tot suikers.

Naast citrus kun je experimenteren met ander zuur voedsel (jonge appels, aardappelen of zelfs tomaten) om te zien hoe de sterkte van de elektrolyten de batterijcapaciteit beïnvloedt.

Door de natuurlijke chemie van fruit te benutten, kunt u een eenvoudige, praktische demonstratie van de elektrochemische basisprincipes creëren terwijl u een klein apparaat van stroom voorziet, allemaal met materialen die u in elke keuken kunt vinden.