不一样的化学能源利用---厨余发酵的伏打电池

1、不一樣的化學能源利用-廚餘發酵的伏打電池壹、摘要水果電池可以用來發電，而廚餘發酵過程中可以產生一些離子，利用這些離子來進行發電。探討不同發酵天數、不同的濃度及不同性質的廚餘，其水溶液的密度、酸鹼性及作為鋅銅電池的電解液時，所能產生的瞬間電流。發酵四週時植物性廚餘液的酸性達到最強，產生的瞬間電流也最強，但是，動物性廚餘產生的瞬間電流高於植物性廚餘，而且溶液呈現弱鹼性，並且散發出銨離子的腐臭味，將動物性和植物性廚餘混合在一起，並沒有加成作用，反而造成瞬間電流下降。廚餘發酵5周時產生的瞬間電流可達1mA，9週後就無法產生瞬間電流，也無臭味可作為肥料液。關鍵詞：廚餘、伏打電池、發酵貳、研究動機 有一次

2、和學長在聊天時提到水果電池的發電，我們想既然水果可以發電，那麼放在廚餘桶中的廚餘不知道可不可以發電？這個疑問展開了我們的發現之旅。叁、研究目的 一、不同比例混合的廚餘發酵不同天數後電流的變化 二、不同比例混合的廚餘發酵不同天數溶液密度的變化 三、混合不同水量的廚餘液其電流何變化 四、混合不同水量的廚餘溶液密度有何變化 肆、研究器材三用電表 燒杯 廣口瓶 銅片 鋅片 保麗龍 廚餘 電子天秤圖1電子天秤圖2三用電表圖3保麗龍圖4廚餘伍、研究步驟一、不同比例混合的廚餘經發酵不同天數後電流電壓的變化 (一)將植物性廚餘和動物性廚餘及水依不同質量混合，配置方法如表1。表1：廚餘液的調配組合編 號植物性（

3、公克）動物性（公克）水（公克）11200150252721003127050453107.510051200256140012571340758160010090165100108025100 (二)廚餘置於發酵桶中分別放置發酵21、 22 、28、35、42和63天。(三)將發酵過的廚餘溶液依次倒入燒杯，貼上標籤。(四)銅片和鋅片以保利龍固定正負極相距一公分，銅片接三用電表的正極，鋅片接負極。(五)將電極置入廚餘液中，紀錄所產生的瞬間電流。二、廚餘發酵過程溶液密度的變化 (一) 利用電子天平先測量空燒杯質量。(二) 將步驟一中不同發酵天數的廚餘溶液10毫升倒入燒杯中秤重。(三) 扣除空燒杯質

4、量後，除以體積即為廚餘液密度，用來判斷廚餘液中溶解物質的量。三、不同廚餘液濃度產生的瞬間電流測量(一) 將步驟一中只有植物性廚餘和水混合的六種溶液，在發酵21天後倒出。(二)銅片和鋅片以保利龍固定正負極相距一公分，銅片接三用電表的正極，鋅片接負極。(三)將電極置入廚餘液中，紀錄所產生的瞬間電流。陸、研究結果與討論一、由測量結果中發現一開始所倒出來的原液其密度為0.8g/ml，後來經發酵後倒出來的液體密度變大，杯底也有部分的沉澱物，亦即水中溶解的物質越多。二、植物性廚餘液發酵的日子愈久原液密度也有增大的現象(如圖1)，所以我們推測這些液體所溶解的密度比水大的物質有愈來愈多的趨勢。三、以植物性廚餘

5、發酵液充當伏打電池的電解液，以發酵5週的廚餘液產生瞬間電流最大達1mA，發酵不足5週或超過5週的廚餘瞬間電流都比較小(如圖2)。四、植物性廚餘發酵過程中會產生酸臭味道，利用廣用試紙檢測結果。發酵液在經一週發酵，酸臭味最濃酸性也達到最強(接近橘黃色)，根據我們查到的資料，溶液中產生氫離子及其他分解出來的離子使得兩端電極產生氧氣還原反應，因而產生電流。五、動物性廚餘在發酵過程中發酵液的密度會先變小，然後再變大可見發酵的後段時間內溶解的物質有愈多的現象才會使得密度上升(如圖1)。六、由圖3結果可以發現動物性和植物性廚餘在瞬間電流的變化情形相近，動物性廚餘液仍以發酵5週時瞬間電流最大，最大瞬間電流也比

6、植物性廚餘大，以廣用試紙檢測結果為淡藍色屬弱鹼性，而且散發出腐臭味，根據查到的資料推測可能是氨氣的產生，而氨氣溶於水會產生鹼性的銨離子，使得兩端電極產生氧化還原反應而產生電流。七、若將動物性和植物性廚餘混合在一起，可能是我們使用的動物性廚餘是雞的內臟，在相混合後並沒有加成作用，反而造成瞬間電流，而散發出的味道具有酸臭味，廣用試紙檢測為弱酸性，應是產生酸鹼中和，導致可反應的離子數減少。八、由實驗結果中發現在廚餘儲存桶發酵九週後所實驗的各種廚餘已無法產生瞬間電流足見已經達到發酵的穩定狀態。九、若在廚餘桶中加放2片電極板，並連接小燈泡連接的電路，可以由小燈泡的亮度來了解發酵情形，也可以用來製作簡易的照明裝置。柒、結論目前環保署提倡廚餘回收，除了可以提供作為堆肥外，尚可以用來製作簡易的伏打電池，由研究結果可以歸納以下幾個結論：一、植物性廚餘液發酵的日子愈久原液密度有增大的現象，動物性廚餘在發酵過程中發酵液的密度會先變小然後再變大，溶解密度比水大的物質愈來愈多。二、植物性廚餘發酵液充當伏打電池的電解液，以發酵5週的廚餘液產生瞬間電流最大達1mA，動物性廚餘液仍以發酵一週時電流最大，最大瞬間電流比植物性廚餘大。三、植物性廚餘發酵液呈現酸性，動物性廚餘液成鹼性，兩者混合產生的瞬間電流反而變小。四、發酵9週後廚