LAST UP DATE 2007/06/02

竹の白炭電池でダイオードを点けよう。
                                 足利工業大学附属高等学校
                                    電気科 岩崎 眞理

 高速炭焼き窯で焼いた竹の白炭を使って電池を作ります。
竹炭の電池のセット品はメイコーエレクトロニクスで取り扱っていますので
ご希望の方はリンクから入ってください。

材料の確認
 高輝度赤色発光ダイオードではコップ4個  高輝度白、緑、青色発光ダイオードの場合は1組追加
 家庭用アルミ箔4枚(2センチ×8センチくらい)  アルミ缶やスチール缶でも可
 食塩50g 500ccのペットボトル
 高輝度赤色発光ダイオード電線付き 一個。
 竹の白炭の板を4個 1センチあたり10オーム以下の竹炭を選んでおくこと。
 プラスティック絶縁より電線5本 長さ20センチ各色 両端を1センチ位を剥いでから線をネジッテおきます。
 洗濯はさみ8個
 (白緑青色高輝度発光ダイオードのときは炭は5本、電線6本、洗濯はさみ10個)

 
炭電池の組み立て方
 コップを4個を2センチくらい開けて並べます。
 用意した白炭を4個に、用意した電線を洗濯ハサミで外れないようにします。
  4個の紙コップの右縁にアルミ箔を付けます。
 線を付けた炭をコップに入れ、その線を左隣のアルミ箔に付け、洗濯ハサミで挟み込みます
 左端の炭の線はそのままにしておきます。
 右側のアルミに線を付けます。
 これにより竹炭の電池は4個直列状態になりました。
 発光ダイオードからの線を炭から出ている線と結びます。
 残りの方の線はアルミ箔からでている線に結びます。
 コップは寝かしたままで大丈夫です。
 飽和食塩水を作って用意します。
 電流を多く流すときにはアルミと炭の面積を大きくします
 これでダイオードは点灯します。

点かないときは
 もし点かない時はダイオードの線を入れ替えてください。
 回路計(テスター)で電圧の出ていない所は炭を交換してください。
 たまに電気の起電の方向が反対になる炭もあります。千分の1程度の確率で発生します。


電気の発生する理由(低学年向き)
 アルミが塩水に溶け込むときの力が電気に変わります。
 ダウンロードマニュアルを参照してください。

電池の電圧について
 この電池一個の発生電圧は大体0.5〜0.9ボルトです。
 4個つないでやっと2Vを超えます。これで赤の高輝度発光ダイオードは点灯します。
 高輝度の緑と青は2.5V以上で無いと点灯しないので5個直列にします。
 アルミ箔と炭の面積を増やすと太陽電池用車のモーターを使用した車で競争できます。

 文部科学省(JST)の炭電池でカーレースの番組を見てください。
 文部科学省科学技術振興機構放送番組サイエンスCHのサイエンスバトル
 塩水の代わりに家の中にある色々な液体で電気が起きるか見てください。

 直列に30個で約15〜27ボルトです。
 これを並列に500個つけますと合計で15000個ほどで
 自動車のエンジンを回すことが出来ます。バッテリーが上が
 った時に試してください。15000個のコップの用意が大
 変かもしれませんが、実験で試すのも面白いと思います。

 安全対策
 日本では36Vでの感電死亡例がありますので子供の実験でも20Vまでにしてください。
 通常の乾燥状態(体から発汗せず。湿度50%以下、心臓に電気が流れない状態)では
 60V程度と言われています。ですから電話の電圧は48Vとなっています。
 乾電池でも大量に直列にしますと、何千ボルトの電圧が出ます。
 電池でも感電しますので注意してください。

 実験
 10分ほど点けて、炭で電池が出きるのが、理解できた方は
 家に帰ってから、どのくらい(何日)ダイオードが点いているか見て
 ください。 5℃以下の時は薄く二週間程度持ちます。
 
 
材料の用意して数の確認をします。 コップを並べます
コップに白竹炭を入れる 線の付け方に注意竹の中側に付ける
線で炭をコップに固定する 外れないように洗濯ハサミで押さえる
アルミ箔を入れる 全部のコップに入れる
炭からの線をアルミ箔につなぐ 洗濯はさみで固定する
五本目の線もアルミ箔につなぐ ダイオードの線をコップの線につなぐ
塩とペットボトルを用意する ペットボトルに塩を入れる
水を入れる よく振って塩を溶かす
コップに均等に注ぐ 点灯成功
点灯しないときは二本の線を入れ替える モーターも回せます
青の羽根も有ります 炭電池の車です

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