Taller: "Energías renovables, construcción de celdas solares y baterías”

1. Taller: "Energías renovables, construcción de celdas solares y baterías” Semana de la Ciencia y la Tecnología 11ma Edición 16 al 20 de septiembre de 2013 Instituto de Física del Litoral (IFIS Litoral, CONICET-UNL)

2. Vamos a ConstruirBaterías Caseras en Base a Limones y Vinagre

3. Preparemos una batería casera Preparemos una batería casera Chapa de cinc Chapa de cinc Chapa de cobre Chapa de cobre • Preparación de una batería casera con un limón • Emplear un limón como “celda” para formar una pila o batería. • Introducir en el limón una chapa de cobre (color rojiza) y otra de zinc (color gris), evitando que se toquen sus extremos. Estas chapas funcionarán como “electrodos” de la celda.

4. Preparación de una batería casera con un limón(continúa) En esta experiencia conectamos dos limones formando un circuito de dos “baterías en serie”. Empleando cables con terminales “cocodrilo”, conectar la chapa de cinc de un limón con la de cobre del otro.

5. Preparación de una batería casera con un limón (continúa) Tomar dos cables con extremos “banana y cocodrilo” y conectar cada uno de los electrodos que queda libre en cada limón a una de las salidas del voltímetro. Conector cocodrilo Probar las distintas alternativas posibles de conexionado, hasta observar que se mueve la aguja del voltímetro. Conector banana

6. Medida de tensión o voltaje, en “milivoltios” Salida o “borne” negativo, denominado común (negro) Salida o “borne” positivo (rojo) ¿Siiiiii? ¡¡¡Entonces... hemos armado una batería, capaz de generar energía eléctrica a partir de una reacción química!!! ¿Se mueve la aguja, indicando que aparece una diferencia de potencial entre los electrodos de la celda?

7. ¿Cómo funciona esta batería? ¿De qué reacción química hablamos? Voltímetro Chapa de cobre, con símbolo químico “Cu” e- e- e- e- e- e- e- e- mV mV mV mV Cu El limón permite cerrar el circuito eléctrico denominado celda galvánica, y que comúnmente llamamos pila. Zn Zn Zn Cu Zn Chapa de cinc, con símbolo químico “Zn” Cu 2+ Cu 2+ Cu 2+ Cu 2+ El jugo que contiene el limón (ácido cítrico y agua) permite que los iones de cobre y zinc viajen hacia los electrodos. Los iones son elementos químicos con carga eléctrica, positiva o negativa.

8. La señal eléctrica que se produce en el circuito que armamos se debe a la circulación de electrones que llevan su carga negativa de un electrodo al otro… Solución electrolítica, permite que iones Cu2+ y Zn2+ se desplacen entre los electrodos e- e- mV Cu Zn Ánodo (negativo) El Zn entrega electrones, e-, que “viajan” hacia el cátodo e- Cátodo (positivo) El Cu2+ recibe electrones, e-, del circuito e- Ión Cu 2+ Ión Zn 2+ Zn Zn2+ + 2 e- Cu2+ + 2 e- Cu El funcionamiento de la pila o batería se debe a las reacciones químicas que ocurren “espontáneamente” en los electrodos.

9. Preparación de una batería casera con vinagre Reemplazar el limón por un vaso de precipitado conteniendo vinagre de alcohol, y proceder con el armado del mismo circuito al realizado en la batería anterior.

10. Preparación de una batería casera con vinagre Reemplazar el voltímetro por un LED. Si se enciende el LED, estamos generando energía eléctrica con la batería casera. Atención al conectar el LED, ya que se debe identificar “la patita” positiva. El cable rojo conecta el positivo del LED al electrodo positivo (Cu). La nueva batería funciona en base al mismo principio físico-químico observado en la experiencia con el limón. Ahora la solución electrolítica es el vinagre (ácido acético) , cuya función es cerrar el circuito de la pila.

11. AgradecimientosAgradecimientos El esmerado trabajo desarrollado por los alumnos en el laboratorio se ve plasmado en las imágenes empleadas en esta presentación. El IFIS Litoral agradece la visita de alumnos de 4to año “F” de la Escuela de Educación Secundaria Orientada No 262 "REPUBLICA ARGENTINA“, de la ciudad de Santa Fe, durante la Semana de la Ciencia y la Tecnología 2013.