Περιεχόμενο
- στάδια
- Μέρος 1 Απόκτηση διοξειδίου του τιτανίου
- Μέρος 2 Δημιουργία του ηλιακού κυττάρου
- Μέρος 3 Παραγωγή ενέργειας
Η ηλιακή ενέργεια είναι μια από τις ταχύτερα αναπτυσσόμενες πηγές ανανεώσιμης ενέργειας στον κόσμο. Ακόμη και αν χρειάζεται πολλή γνώση και υπομονή για την κατασκευή ενός ολόκληρου ηλιακού πάνελ, ακόμη και ένας αρχάριος μπορεί να εφαρμόσει τις ίδιες αρχές για να δημιουργήσει ένα μικρό ηλιακό κύτταρο. Αυτός είναι ένας πολύ καλός τρόπος για να μάθετε περισσότερα σχετικά με τις ιδιότητες των ηλιακών συλλεκτών. Το μόνο που χρειάζεστε είναι κάποιο διοξείδιο του τιτανίου για να χτίσετε το κελί και να χρησιμοποιήσετε το φως του ήλιου για να κάνετε ηλεκτρική ενέργεια.
στάδια
Μέρος 1 Απόκτηση διοξειδίου του τιτανίου
-
Πάρτε λίγο σκόνη ντόνατς. Αγοράστε μια λευκή θήκη σκόνης με ντόνατς. Περιέχει μια χημική ουσία που ονομάζεται διοξείδιο του τιτανίου (TiO2). Είναι ένα χρήσιμο υλικό για την κατασκευή ενός ηλιακού στοιχείου. -
Διαλύστε τη ζάχαρη. Δυστυχώς, το διοξείδιο του τιτανίου στη σκόνη δεν πρόκειται να είναι καθαρό. Αναμιγνύεται με ζάχαρη και λίπος. Για να αφαιρέσετε τη ζάχαρη, πρέπει να ανακινήσετε τη σκόνη σε χλιαρό νερό πριν την περάσετε από ένα φίλτρο, για παράδειγμα ένα φίλτρο καφέ. Η ζάχαρη θα διαλυθεί και θα περάσει από τις οπές του φίλτρου. Ο υπόλοιπος στερεός πολτός είναι ένα μίγμα λιπών και διοξειδίου του τιτανίου.- Χρησιμοποιήστε περίπου ένα φλιτζάνι νερό για πέντε ντόνατς.
-
Αφαιρέστε το λίπος. Τα λίπη δεν είναι διαλυτά στο νερό, έτσι θα κολλήσουν στο διοξείδιο του τιτανίου μετά το φιλτράρισμα. Ευτυχώς, είναι πολύ εύκολο να τα αφαιρέσετε. Βάλτε τη σκόνη σε ένα θερμαινόμενο πιάτο και ψήνετε στους 260 ° C για περίπου τρεις ώρες. Αυτό θα εξατμίζει τα λίπη και θα πάρετε μόνο σκόνη διοξειδίου του τιτανίου.
Μέρος 2 Δημιουργία του ηλιακού κυττάρου
-
Χρησιμοποιήστε αγώγιμο γυαλί. Τα πιο αγώγιμα γυαλιά επικαλύπτονται με στρώμα οξειδίου κασσιτέρου και κασσιτέρου Αυτό επιτρέπει στην επιφάνεια γυαλιού να μεταφέρει ηλεκτρική ενέργεια αντί για υγροποίηση. Μπορείτε να τα αγοράσετε online ή σε εξειδικευμένο κατάστημα.- Γενικά, είναι δυνατό να το αγοράσετε ως τετράγωνο 2,5 x 2,5 cm.
-
Προετοιμάστε ένα διάλυμα διοξειδίου του τιτανίου. Προσθέστε αιθανόλη στο ποτήρι ζέσεως και ανακατέψτε. Πρέπει να χρησιμοποιήσετε την καθαρότερη αιθανόλη που μπορείτε να βρείτε. Η αιθανόλη που χρησιμοποιείται στο εργαστήριο θα είναι η καλύτερη λύση, αλλά η βότκα ή το Everclear μπορούν επίσης να κάνουν τη δουλειά.- Χρησιμοποιήστε περίπου ένα χιλιοστόλιτρο αιθανόλης ανά ντόνατ και ανακινήστε ή ανακινήστε το διάλυμα στο δοχείο.
-
Καλύψτε το γυαλί. Τοποθετήστε ένα στρώμα ταινίας και στις τρεις πλευρές του γυαλιού. Αυτό θα σας βοηθήσει να ελέγξετε το πάχος του στρώματος. Χρησιμοποιήστε μια πιπέτα για να εφαρμόσετε μια μικρή στρώση του διαλύματος διοξειδίου του τιτανίου στην επιφάνεια του γυαλιού. Χρησιμοποιήστε μια αντικειμενοφόρο μικροσκοπίου για να καθαρίσετε την περίσσεια υγρού για να αφήσετε ένα πολύ λεπτό στρώμα. Επαναλάβετε την ίδια διαδικασία δέκα φορές.- Κάθε σταγόνα πρέπει να είναι αρκετή για να καλύψει όλο το γυαλί μετά από μια λεπτή μεμβράνη. Συνολικά, θα πρέπει να τοποθετήσετε δέκα σταγόνες διαλύματος που να σχηματίζουν δέκα διαδοχικά στρώματα.
-
Μαγειρέψτε το κελί. Βάλτε το σε ένα πιάτο ή ένα διαφανές ποτήρι που είναι ανθεκτικό στη θερμότητα. Τοποθετήστε το δοχείο σε ένα φύλλο ψησίματος. Μπορείτε επίσης να βάλετε το κελί απευθείας στην εστία. Ενεργοποιήστε τη θήκη ψησίματος και μαγειρέψτε για 10 έως 20 λεπτά.- Θα πρέπει να παρακολουθήσετε προσεκτικά το κελί. Θα γίνει καφέ πριν επιστρέψει στο λευκό. Όταν επιστρέψει στο αρχικό λευκό χρώμα, σημαίνει ότι οι οργανικοί διαλύτες (αιθανόλη) έχουν καεί και το κελί έχει τελειώσει τη θέρμανση.
-
Εφαρμόστε τσάι. Περιέχει οργανικές ενώσεις γνωστές ως ανθοκυανίνες. Αυτές οι ενώσεις είναι εξαιρετικές για τη σύλληψη φωτός από το ορατό φάσμα. Προετοιμάστε ένα φλιτζάνι τσάι και βυθίστε το κελί σε αυτό για αρκετές ώρες. Τα σκοτεινά τσάγια, για παράδειγμα εκείνα που παρασκευάζονται με ιβίσκο, είναι τα πιο αποτελεσματικά. Αυτό θα λερώσει το κελί και θα επιτρέψει στις ανθοκυάνες να κολλήσουν στην επιφάνεια του. Τώρα η κυψέλη μπορεί να καταγράψει ορατό φως.- Πριν την βυθίσει σε τσάι, θα μπορούσε να συλλάβει μόνο το φάσμα υπεριωδών ακτίνων.
Μέρος 3 Παραγωγή ενέργειας
-
Χρωματίστε ένα άλλο κομμάτι αγώγιμου γυαλιού. Εφαρμόστε γραφίτη σε αυτό ως αντίθετο ηλεκτρόδιο. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα κανονικό μολύβι γραφίτη. Τρίψτε το άκρο του μολύβι πάνω από το γυαλί μέχρι να καλύψει πλήρως με υπολείμματα γραφίτη. -
Βάλτε μια πλάκα ανάμεσα στα κομμάτια του γυαλιού. Μπορείτε να φτιάξετε μια μικρή πλαστική σφήνα που βάζετε ανάμεσα στα δύο κομμάτια του γυαλιού. Τοποθετήστε το στην καθαρή πλευρά του κάθε δωματίου (δηλαδή, εκείνα που δεν καλύπτονται με τσάι ή γραφίτη). Διαφορετικά, μπορείτε να καρφώσετε τις άκρες της καθαρής πλευράς κάθε γυαλιού για να λειτουργήσει ως σφήνες. Αυτό τους κρατά ελαφρώς διαχωρισμένο. -
Προσθέστε ένα διάλυμα ηλεκτρολύτη. Ένα διάλυμα λιπόδας είναι ο καλύτερος ηλεκτρολύτης. Μπορείτε να αγοράσετε φαρμακείο. Αναμίξτε τρία μέτρα της λύσης με ένα μέτρο αλκοόλ. Βάλτε μεταξύ μιας και δύο σταγόνες ανάμεσα στα δύο κομμάτια του γυαλιού. -
Πιέστε τα ενάντια στο άλλο. Πριν από τον χρόνο να εξατμιστεί, πιέστε σταθερά και τα δύο κομμάτια του γυαλιού. Χρησιμοποιήστε πένσες για να τις κρατήσετε στη θέση τους. Το κελί θα είναι σε θέση να παράγει ηλεκτρικό ρεύμα όταν το εκθέτετε στο φως.- Μπορείτε να το δοκιμάσετε τοποθετώντας τον στον ήλιο και χρησιμοποιώντας ένα πολύμετρο για να ελέγξετε την παρουσία ρεύματος.