馬鈴薯電池的電化學實驗（上） 王楨、楊水平* 國立彰化師範大學化學系 *yangsp@cc.ncue.edu.tw      乾電池是一種以金屬、碳棒和糊狀電解液來產生直流電的化學電池，常見的鹼性電池的成分為二氧化錳、鋅粉、炭粉及氫氧化鉀水溶液。在鹼性電池中，鋅粉和氫氧化鉀當作電池的陽極（負極），二氧化錳和炭粉作為電池的陰極（正極）。 本家庭實驗係利用常見的家用產品來製作馬鈴薯電池，探討馬鈴薯電池與鹼性電池的放電原理相同嗎？馬鈴薯電池輸出的電壓和電流及其內電阻與鹼性電池相同嗎？本實驗使用三用電表來測量單一及多個馬鈴薯電池在串聯和並聯時的輸出電壓和電流及電功率，並連接各種負載（如小型鬧鐘和紅光LED），測試需要串聯和並聯幾個馬鈴薯電池才能使小型指針式鬧鐘轉動或LED發光，如圖1所示。學生可以在家中與父母一起探討馬鈴薯電池：也可以在學校老師的指導下，在教室中完成此家庭化學實驗。 圖1：串連馬鈴薯電池與鬧鐘連接 n  家用產品 1.  馬鈴薯 1顆 【購自超市或大賣場】 2.  紅色及黑色鱷魚夾電線 9組（共18條） 【購自電子材料行】 3.  三用電表 1台 【購自電子材料行】 4.  一元硬幣（新製造的且最明亮的銅幣） 8個 5.  華司（Washer，直徑與一元硬幣約相同） 8個 【購自五金行或百貨行】 6.  水果刀 1支 【取自廚房】 7.   小型指針式鬧鐘 1台 【取自臥房、購自五金行或百貨行】 8.  紅光LED燈 1個 【購自電子材料行】 9.  電阻（100 Ω和200 Ω） 2個 【購自電子材料行】 n  實驗步驟 一、測量單一馬鈴薯電池的電壓與電流 1.取一顆馬鈴薯，用水果刀切成八等分。 2.取每一小塊馬鈴薯放置於桌上，馬鈴薯的表面朝上且切面朝下。 3.在此小塊馬鈴薯表面上的中間偏左邊，先用水果刀插入形成一凹痕，長度約兩公分，再插入一個新製造且明亮的一元硬幣，插入約2/3的面積。 4.接著在距離硬幣一公分處，使用水果刀插入形成一凹痕，長度約兩公分，再插入一個華司，插入約2/3的面積。注意：硬幣與華斯不可接觸，且兩者保持平行。 5.旋轉三用電表的調整鈕在「DCV（直流電壓）20」的位置，紅色測試棒插在“V/Ω”插座，黑色測試棒插入“COM”插座。用一條紅色鱷魚夾電線的兩端，一端夾住電表紅色測試棒(＋)，另一端夾住一元硬幣(＋)。用一條黑色鱷魚夾電線的兩端，一端夾住電表黑色測試棒(－)，另一端夾住華司(－)。測量此單一馬鈴薯電池的電壓（讀取穩定值）。如圖2a和2b所示。 […]

馬鈴薯電池的電化學實驗（下） 王楨、楊水平* 國立彰化師範大學化學系 *yangsp@cc.ncue.edu.tw é 承【馬鈴薯電池的電化學實驗（上）】 n 實驗結果和討論 A. 串聯馬鈴薯電池   馬鈴薯串聯數（個） 1 2 3 4 5 6 7 8 電壓（V），V 0.92 1.73 2.63 3.57 4.44 5.26 6.13 6.98 電流（I），mA 0.32 0.32 0.34 0.35 0.35 0.34 0.35 0.34 電功率（I × V），mW 0.29 0.55 0.89 1.25 1.55 1.79 2.15 2.37 小型鬧鐘可否運轉？ 否 否 否 否 可 […]