自製電池 II—備長炭電池
明道中學 程明亮
一般烤肉當燃料用的木炭(又稱黑炭)，結構脆弱，重量
較輕，組織鬆散，在地上滾動，聲音沉悶；另外一種外觀看 起來很相似，表面有白色消粉附著，質量硬而重，拿在手鋰 沉甸甸的，截面組織緊密，在地上滾動，發出金屬滾動的聲 音，非常清脆，稱為備長炭，是在 18 世紀時，由日本｢備中 屋長左衛門｣的商店，打響知名度而稱之，所謂｢備長炭｣的 定義，須具備以下三個基本條件：
1. 碳化材料必須為馬目堅木。
2. 碳化溫度必須達到攝氏 1000~1200℃以上。
3. 碳元素含量可達 93~96％。
今天我們試著利用備長炭來做一個簡單電池，使小風扇轉 動，或讓鬧鐘運轉，讓備長炭的效用，除了淨化、吸附、除
臭、遠紅外線等功能之外，再添一個導電的功能！
原理：
市面上販售的乾電池或鹼性電池在兩端會標示”－”極與”＋”
極，”－”極表示該處能釋出電子(供給負電)，化學上將失去電子的反 應稱為氧化反應，產生氧化反應的電極定義為陽極，所以乾電池或鹼 性電池的”－”極，化學上稱陽極，反之，電池上的”＋”極，化學上稱
1
2
陰極。
利用活性較大的鋁箔做為陽極(或”－”極)，產生失電子反應，以 備長炭當陰極(或”＋”極)，同時以吸墨紙用酸化的飽和食鹽水沾濕 後，包住備長炭當電解質，則兩極的半反應分別為：
陽極：Al→Al3+＋3e- E0=1.662V 陰極：O2＋2H2O＋4e-→4OH- E0=1.229V
如此產生的電位差足以使小風扇轉動，或讓僅需一顆乾電池的時鐘運 轉，同學們的訝異之情，全寫在臉上。
材料：
飽和食鹽水(以醋酸酸化) 20 毫升 鋁箔紙 30×20 ㎝吸墨紙 22×22 ㎝ 備長炭(約 30 公分長) 1 支
附鱷魚夾導線(紅、黑) 各 1 條 底片空盒 1 個
馬達小風扇(或 0.5v~6v，10ma) 1 個
(或 1.5 伏特時鐘)
手扒雞塑膠手套 1 付
小水盆 約 26×35 ㎝
做法：
1. 戴上手扒雞塑膠手套，將飽和食鹽水倒入小水盆中，酌量 加入一些醋酸酸化，取一張吸墨紙放入沾濕，取出吸墨紙 小心裹在備長炭表面，當作電池的電解液。
2. 用準備好的鋁箔紙，小心地裹在吸墨紙表面，因鋁箔紙較 吸墨紙長，故將鋁箔超出備長炭的部份，擠壓成長條狀，
做為電池的”－”極。
3.以附鱷魚夾之黑色導線將長條狀的鋁箔夾緊，再將導線另 一端的鱷魚夾夾緊小風扇的”－”極。
4.再以附鱷魚夾之紅色導線先夾緊小風扇的”＋”極，最後將導 線另一端的鱷魚夾，夾緊備長炭沒有鋁箔乾燥的那一端，
觀察小風扇是否開始運轉，如果無法運轉，需檢查線路是 否接觸不良。
動腦想一想：
1.
如果將小風扇的”＋”極接在長條狀的鋁箔上，而”－”極接 在備長炭沒有鋁箔乾燥的那一端時，如此對小風扇的運 轉，將產生什麼影響？2.
飽和食鹽水中加入一些醋酸酸化，對此電池的電位差或產 生的電流強度，是否有幫助？3.
備長炭可以導電，而一般木炭則很難導電，據此，你認為3
4
備長炭中應具有什麼結構存在？
4.
實驗完後，將鋁箔小心拆下，展開鋁箔對著日光燈仔細觀 察，鋁箔表面是否有很多小洞，你如何解釋這些小洞的形 成呢？5.
試一試不同的電解質，看看會不會造成什麼影響？
注意事項：
使用過的備長炭可用流動的清水及刷子刷洗，放在陽光下 曬約半天，備長炭最好 3~6 個月曬一次太陽，使其活化還 原。(不要使用微波爐或烘乾機)
使用過的吸墨紙，以自來水沖洗後丟棄，鋁箔沖洗後可重 複使用。
