夏休みの自由研究にウッテツケの話を見つけました。「バケツ電池」です。詳細は以下サイトをご覧ください。以前に「災害時に役立つ備長炭？」で炭電池を実践経験があるので、とても興味深く読みました。「微力ながら」では、植物と土を用いた電池を取り上げていました。そう言えば、植物の光合成のATPサイクルでも電子が流れていましたね。
バケツ電池 → https://gendai.media/articles/-/134457
このサイトの情報に発電原理の図を入れてメモ的にまとめてみました。
資料はこちら → バケツ電池
p.1 バケツ電池を作製するために必要な機材です。導線は錆びないチタン線が好ましいですが、手に入らない場合は被覆されていない箇所は、樹脂で覆う必要があります。後で、実験結果が出てきますが、グラファイトフェルトの方が良さそうです。
p.2 １〜５が作製手順です。電極周りや泥内には空気が入らないようすることと、プラス電極の下に小さな穴をたくさん開けたラップを敷くのがコツだそうです。炭電池の時は、キッチンタオルがその役割を果たしていました。乾電池でも使われるセパレータと呼ばれるもので、イオンは通すけれど、電子を通さない隔壁になります。これがないと電子は、電池内でショートしてしまい、外に取り出せなくなってしまいます。
p.3 真中に電池の構造図、右側に発電の原理を示しています。微生物が有機物を食べて電子を排出すると、近くにあるマイナス電極で電子を捕捉後、外部の導線内を移動してプラス電極近傍にある酸素に電子を与えます。酸素は水酸化イオンOH−になります。炭電池とここは同じです。この電池は、１〜２週間ほどしないと電圧を発生しないようです。
p.4 イネが植えられているほうが電圧が高い。直列は並列の２倍の電圧になる。炭電池の場合でも、備長炭１個でモーターは回りますが、２個直列にしないと豆電球は点灯しませんでした。備長炭よりもフェルト電極の方が電圧が高いようです。表面積の違いでしょうか？
p.5 微生物のエサをいろいろ変えてみると面白い自由研究ができそうです。
微生物の潜在能力は高いので、高出力の電池が生まれるかもしれません。