自制电池
自制电池是我读者的热门话题。用你在房子周围找到的东西发电是一个有趣的项目。
自制电池有很多简单的方法。基本上，任何两种不同的金属都可以放在导电溶液中，然后你就得到了一个电池。熟悉的自制电池包括将铜和锌条插入柠檬或土豆中制成电池。
一个快速电池由汽水罐、罐中的汽水和一些铜制成。
上面的照片显示了通过将一条铜条和一条铝条放入一杯可口可乐中制成的电池（我使用了无糖樱桃味的品种，因为这是我在冰箱里发现的）。
您可以通过切开罐头来制作铝条。在使用之前，您需要一些砂纸来打磨掉铝上的油漆和塑料涂层。或者，您可以从五金店或我们的目录中获得已经没有涂层的铝条。
您可以从五金店购买闪光铜并将其剪下一条，或者您可以使用一束铜线（暴露在液体中的表面积越大，产生的电流就越多）。或者，和以前一样，您可以从我们的目录中获取预切条。
铝铜焦电池将产生大约四分之三伏的电压。
使用锌条代替铝在铜锌焦电池中产生略高于一伏的电压。锌在电池中应该比铝更好地工作有点令人惊讶，因为铝通常比锌更具反应性，但在这个电池中，我怀疑铝有一层氧化物涂层会干扰反应。我还没有看到对可口可乐铜铝电池进行彻底的科学研究，可能还需要一段时间。
您可以从我们的目录中获得锌条。
另一种在家容易制作的电池是锌空气电池。在这种电池中，锌条被盐水中的溶解氧氧化。我们在一杯水中加入一汤匙盐。
我们在这里展示的“电池”更准确地称为“电池”。实际的电池由两个或多个电池组成。
锌空气电池产生大约四分之三伏特。为了获得运行发光二极管(LED)或计算器或手表等设备所需的更高电压，我们将两个或多个电池串联起来制成电池。
两个串联的锌空气电池产生大约一伏特的电压。在上面的照片中，您可以看到这足以使红色LED亮起。为了使其更亮，您可以添加更多单元格。
如果项目中的LED未亮起，请尝试反转引线。二极管是一种只在一个方向上工作的器件。二极管上的引线通常一根比另一根长，以便于查看它的连接方式。对于我的二极管，长引线是连接到铜电极的引线。
使电池产生更高电压的另一种方法是改变化学成分。锌空气电池在上面的照片中产生更多的电压，因为我们在盐水中添加了一些过氧化氢。您也可以添加氯漂白剂，但过氧化氢更安全且无异味。
如果没有锌条，可以制作铝空气电池，如上图所示。它产生的电压略高于半伏，因此您需要串联三个电池来点亮LED。
如上图所示，铜-锌-醋电池涉及一种不同的化学成分。在这种电池中，锌被铜带中的铜离子氧化。在这种电池中，铜逐渐迁移到醋中，然后在锌电极处取代锌。
整夜点亮LED后，您可以看到在锌上形成了一层黑色的铜和氧化铜淤渣。
即使电池整晚都在点亮LED，它仍然有很多锌可以让它点亮几天。
三个铜锌焦电池产生大约3伏的电压，可以代替这个小时钟/日历/计算器中的3伏锂电池。它已经运行了好几天了，可能会持续几个月。计算器工作正常，闹钟铃声也能正常工作。
它是如何做到的？
金属原子通过原子核和原子周围电子之间的电吸引力保持在一起。
当您将金属条放入一杯水中时，水分子会与金属条表面的金属原子相互作用。水分子是极性的，即一侧略带正电，另一侧略带负电。这是因为两个氢原子不在氧原子的相对两侧，而是相距约°。氢侧为正，氧侧为负。
在水和金属之间的界面处，一些金属核被吸引到水分子的负侧。这种吸引力使金属核更容易将一个或多个电子留在金属条中，并从金属条中迁移到水中。
该条带留下了非常小的负电荷，因为它现在有一个较少的正核。这种微小的电荷不会对离开条带的金属离子产生很大的影响。事实上，该离子（缺少一个或多个电子的金属原子）很快被水分子包围，水分子的负极被正金属离子吸引。这层水分子将正电荷散布到更大的区域，使其对金属条的吸引力更小。
这是一种非常暂时的影响，金属离子通常会很快被吸引回条带。但是由于金属条的表面有大量的原子，并且在任何给定时间，水中都有大量的金属离子，因此金属条最终得到的电子比金属核多得多。这使条带带有轻微的负电荷。
一些金属比其他金属更紧密地抓住它们的原子。这就是为什么不同的金属具有不同的沸点（在较小程度上，它解释了为什么它们具有不同的熔点，尽管熔化更复杂，并且其他影响也起作用）。
这意味着一些金属条在放入水中时会变得比其他金属条更负面。
如果一个金属带比另一个金属带有更多的额外电子，这些电子将从第一个带流到第二个带，直到它们都具有相同的电荷。但要流动，电子需要一个导电路径。当我们用一根电线连接两条不同的金属条时，我们就给了他们这条路。然后电子流过那根电线，产生电流。
铜、锌和酸
在铜和锌带的情况下，铜比锌更牢固地保持在其原子上。因此，锌带比铜带更负，电子从锌流向铜。
当力最终平衡时，铜带最终会比锌带拥有更多的电子。锌条现在的电子较少，它不能将锌离子吸引回锌条。
如果我们的电池里只有水，就不会发生更多的事情了。但是我们的可口可乐电池有水加磷酸。我们的醋电池有水加醋酸。酸是具有容易分离的氢离子的物质。氢离子为正离子，酸的剩余部分失去氢离子后变为负离子。在我们的两个电池中，其余部分分别是磷酸根离子和乙酸根离子。
那么当所有带正电的锌离子撞到带负电的磷酸盐离子时会发生什么？它们的磷酸根离子对锌离子的吸引力比对氢离子的吸引力更强。带正电的氢离子被铜带吸引，因为铜带有多余的电子，因此是负的（相反的电荷吸引）。
氢离子从铜中吸引电子，成为中性氢原子。它们成对结合成为氢分子，并在铜带上形成气泡。最终，气泡变得大到足以浮到表面并完全离开系统。
现在铜带不再有多余的电子。它通过连接线从锌条中吸引更多，就像我们第一次连接线时一样。
铜带旁边的铜离子不像以前那样被铜带吸引。氢离子不断吸收吸引铜离子的电子。所以这些离子可以自由地在液体中移动。
在锌条上，锌离子被去除，留下额外的电子。其中一些电子通过导线到达铜带。但他们中的一些人遇到了碰巧撞到锌条上的铜离子。这些离子抓住电子，变成铜原子。我们可以看到这些原子在锌条上堆积。它们看起来像黑色薄膜，因为水中的氧气与铜结合形成黑色氧化铜。
最终，所有的锌都被吃光了，铜和氧化铜在锌条原来所在的位置下方堆积成一堆。电池现在没电了，不再有电子流过电线。如果水中的酸不是很多，它可能最先被用完，电池可能会在锌条上还剩下一些锌的情况下死掉。
铜、锌和盐
当我们在水中有盐而不是酸时，会发生不同的化学反应。
盐在水中分解成正钠离子和负氯离子。这些离子降低了水分解为氢氧根离子(OH-)和氢离子H+所需的能量（氢离子迅速找到另一个水分子并产生水合氢离子H3O+）。
在锌带上，锌离子与四个氢氧根离子结合形成一个锌酸盐离子(Zn(OH)42-)，在锌带上留下两个电子。然后，盐中的氯离子与氢氧根离子被锌带走时留下的水合氢离子结合，形成盐酸。
在铜带上，四个电子与溶解在水中的氧气和两个水分子结合形成四个氢氧根离子。盐中的钠离子与这些氢氧根离子结合形成氢氧化钠。
盐酸和氢氧化钠重新组合成盐。所以盐只是在图片中作为一种在水中移动电荷的方式。它没有用完。
我们可以总结一下锌带（这样称为阳极）发生的情况：
在铜带（称为阴极）处，我们有：
现在我们可以明白为什么它被称为锌空气电池了。空气中的氧气与锌结合。铜电极只是用来传导电子，不参与化学反应。可以用碳棒代替。
您可能会注意到，不久之后，电池中的氧气耗尽，电流（以及LED的亮度）开始下降。搅拌盐水有助于将更多的氧气放入水中，LED再次变亮。
铜、铝和盐
铝空气电池与锌空气电池非常相似。
在锌阳极：
在阴极铜处：
和以前一样，钠离子和氯离子有助于移动电荷。
在盐水铝空气电池中，电压没有达到应有的水平。通过减少氧化层的影响，使用氢氧化钾代替盐水使每个电池的电压高达1.2伏。