in modo da facilitare le case senza luce una tecnica che potrebbe prendere piede?
Purè, bollito, cotto o fritto? Probabilmente avete una preferenza per le patate. Haim Rabinowitch, invece, ama i suoi spuds "hacked".
Negli ultimi anni, ricercatore Rabinowitch e colleghi stanno spingendo l'idea di "potere patata" per fornire energia alle persone tagliate fuori da reti elettriche. Hook una patata a un paio di lastre di metallo a buon mercato, fili e lampadine a LED, sostengono, e potrebbe fornire l'illuminazione a città e villaggi remoti in tutto il mondo.
Hanno anche scoperto un trucco semplice ma ingegnoso per fare le patate particolarmente bravo a produrre energia. " Una singola patata in grado di alimentare le lampade a LED abbastanza per una camera per 40 giorni ", afferma Rabinowitch, che ha sede presso l'Università Ebraica di Gerusalemme.
L'idea può sembrare assurdo, ma è radicata nella scienza del suono.Eppure, Rabinowitch e il suo team hanno scoperto che in realtà il lancio di potere di patate nel mondo reale è molto più complessa di quanto appare a prima.
Mentre Rabinowitch e il team hanno trovato un modo per rendere le patate produrre più energia del solito, i principi di base vengono insegnate nelle classi di scienze delle scuole superiori, per dimostrare come le batterie funzionano.
Per fare una batteria da materiale organico, è sufficiente disporre di due metalli - un anodo, che è l'elettrodo negativo, come lo zinco, e un catodo, l'elettrodo di carica positiva, come il rame. L'acido all'interno della patata forma una reazione chimica con lo zinco e rame, e quando il flusso di elettroni da un materiale all'altro, viene rilasciata energia. Ciò è stato scoperto da Luigi Galvani nel 1780 quando ha collegato due metalli per le gambe di una rana, causando i muscoli a contrarsi. Ma si può mettere molti materiali tra questi due elettrodi per ottenere lo stesso effetto. Alessandro Volta, al tempo di Galvani, utilizzata carta intriso di acqua salata. Altri hanno fatto "batterie terra" utilizzando due lastre di metallo e un mucchio di sporcizia, o un secchio d'acqua.
Spuds Super
Le patate sono spesso l'ortaggio preferito di scelta per l'insegnamento delle scuole superiori studenti di scienze questi principi. Eppure, per la sorpresa di Rabinowitch, nessuno aveva studiato scientificamente spuds come fonte di energia. Così nel 2010, ha deciso di fare un tentativo, insieme a dottorando Alex Goldberg, e Boris Rubinsky della University of California, Berkeley.
"Abbiamo esaminato 20 diversi tipi di patate", spiega Goldberg, "e abbiamo guardato la loro resistenza interna, che ci permette di capire quanta energia è stato perso dal calore."
Essi hanno scoperto che semplicemente bollire le patate per otto minuti, si è rotto i tessuti organici all'interno delle patate, riducendo la resistenza e consentendo libertà di movimento di produrre elettroni-quindi più energia. Hanno anche aumentato la produzione di energia da affettare le patate in quattro o cinque parti, ognuna inserita da una lastra di zinco e rame, per fare una serie. "Abbiamo trovato potremmo migliorare l'output 10 volte, il che ha reso interessante economicamente, perché il costo dell'energia scende", dice Goldberg.
"E 'a basso consumo energetico tensione", dice Rabinowitch ", ma abbastanza per costruire una batteria che potrebbe ricaricare telefoni cellulari o computer portatili in luoghi dove non c'è rete, nessun collegamento di potere."
Il loro costo analisi suggeriva che una singola batteria bollito di patate con zinco e rame elettrodi genera energia portatile a una cifra stimata di 9 dollari per kilowattora, che è 50 volte più economico di una tipica cellula da 1,5 volt alcaline AA o batteria a D, che può costare $ 49 - 84 per chilowattora. E 'anche circa sei volte in meno rispetto alle lampade a cherosene standard utilizzati nel mondo in via di sviluppo.
Il che solleva una questione importante - perché non è la batteria di patate già un clamoroso successo?
Nel 2010, il mondo ha prodotto l'incredibile cifra di 324.181.889 tonnellate di patate. Essi sono il numero uno delle colture del mondo non-grano, in 130 paesi, e una fonte pesante di amido per miliardi in tutto il mondo. Sono a buon mercato, negozio facilmente e durare per un lungo periodo di tempo. Con 1,2 miliardi di persone nel mondo non hanno accesso all'elettricità, una semplice patata potrebbe essere la risposta, o almeno così i ricercatori hanno pensato. "Abbiamo pensato organizzazioni sarebbero interessati", dice Rabinowitch. "Abbiamo pensato politici in India avrebbe dato loro fuori con i loro nomi incisi su di loro. Costano meno di un dollaro. " Eppure tre anni dal loro esperimento, perché non sono i governi, le aziende o le organizzazioni abbracciato batterie di patate? "La risposta più semplice è che non sanno nemmeno riguardo", ragiona Rabinowitch. Ma può essere più complicato di così. In primo luogo, c'è il problema di usare un cibo per produrre energia.Olivier Dubois, alto funzionario delle risorse naturali presso l'alimentazione e l'agricoltura delle Nazioni Unite (FAO), dice che usare il cibo per produrre energia - come la canna da zucchero per i biocarburanti - deve evitare che riducono le scorte alimentari e competere con gli agricoltori. "Innanzitutto è necessario guardare: ci sono abbastanza patate da mangiare? Quindi, non stiamo in competizione con gli agricoltori fare reddito dalla vendita di patate? ", Egli spiega. "Quindi se mangiare le patate sono coperti, vendere patate è coperto, e non c'è alcune patate sinistra, allora sì, si può lavorare" In un paese come il Kenya, la patata è il secondo alimento più importante per le famiglie dopo il mais. I piccoli agricoltori hanno prodotto circa 10 milioni di tonnellate di patate quest'anno, ma circa il 10-20% sono stati persi in rifiuti post-raccolta a causa della mancanza di accesso ai mercati, condizioni di conservazione poveri, e altre questioni, secondo Elmar Schulte-Geldermann, la scienza della patata Leader per la Sub-sahariana presso il Centro internazionale della patata a Nairobi, in Kenya. Le patate che non fanno al mercato potrebbero essere facilmente trasformate in pile. risposta Pithy
Eppure, in Sri Lanka, per esempio, le patate localmente disponibili sono rari e costosi. Così un team di scienziati dell'Università di Kelaniya ha recentemente deciso di provare l'esperimento con qualcosa di più ampiamente disponibile, e gratuito - piths piantaggine (steli).
Fisico asciutto Jayasuriya e il suo team ha scoperto che la tecnica di ebollizione ha prodotto un incremento di efficienza simile per piantaggini - e le migliori prestazioni della batteria sono stati ottenuti tagliando il midollo piantaggine dopo la bollitura.
Con le piths bollite, hanno scoperto che potevano alimentare un singolo LED per più di 500 ore, a condizione che sia impedito dalla disidratazione. "Penso che la patata ha corso un po 'meglio, ma il midollo piantaggine è libero, è qualcosa che noi buttiamo via", dice Jayasuriya.
Nonostante tutto questo, alcuni sono scettici sulla fattibilità del potere di patate. "In realtà, la batteria di patate è essenzialmente come una batteria normale potresti acquistare presso il negozio", spiega Derek Lovley presso l'Università del Massachusetts, Amherst. "È solo utilizzando una matrice diversa." Mentre la patata aiuta a prevenire energia viene perso al calore, non è la fonte di energia - che in realtà è estratto attraverso la corrosione dello zinco. "E 'sacrificale - il metallo è degradante nel corso del tempo", dice Lovley. Questo significa che ci si deve sostituire zinco - e naturalmente la patata o piantaggine midollo - nel corso del tempo.
Eppure, lo zinco è abbastanza a buon mercato in molti paesi in via di sviluppo. E Jayasuriya sostiene che potrebbe essere ancora più efficace di una lampada a petrolio. Un elettrodo di zinco che dura circa cinque mesi costerebbe più o meno come un litro di cherosene, che alimenta la casa famiglia media in Sri Lanka per due giorni. Si potrebbe anche usare altri elettrodi, come il magnesio o ferro. Ma i sostenitori di patate necessario superare un altro problema prima della loro idea prende piede: la percezione del consumatore di patate. Rispetto alle moderne tecnologie come l'energia solare, le patate sono forse meno desiderabili come fonte di energia.
Gaurav Manchanda, fondatore di un grado solare, che vende sistemi domestici di micro-solari in Kenya, dice la gente compra i loro prodotti per ragioni più efficienza e prezzo. "Questi sono tutti consumatori al termine della giornata. Hanno bisogno di vedere il valore in essa, non solo in termini di prestazioni, ma lo stato ", spiega. In sostanza, alcune persone potrebbero non voler mostrare la loro batteria di patate per impressionare un vicino di casa.
Eppure, non si può negare che l'idea della batteria di patate funziona, e sembra a buon mercato. I sostenitori del potere di patate senza dubbio continuerà a mantenere intaccando.
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