生活与科学：揭开电池奥秘(组图)

发布 : 2025-4-28  来源 : 明报新闻网


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实验材料



邵敏华教授



（图c）


【明报专讯】遥控车、手机、手提游戏机……这些我们常用且便利的装置，为什么可以随时随地使用？答案在于它们都有共同的核心：电池。电池作为生活不可少的储能装置，广泛应用于日常生活中，从电视遥控器、玩具遥控车，到手机、笔记型电脑，甚至新能源汽车，电池让设备得以运作，为我们的生活带来极大便利。

要揭开电池的奥秘，香港青年科学院创院院士、香港科技大学化学与生物工程学系主任邵敏华教授介绍简单自制「醋酸伏打电池」的实验，通过典型的电池反应，展示锌与醋酸之间的电学反应，揭示化学反应转化为电能的有趣过程。

实验材料

˙金属电极：锌片（可使用废旧乾电池的外壳）和铜片各5块

˙ 电解液：白醋（含醋酸的水溶液）

˙糖浆/浓缩糖水溶液

˙容器：玻璃杯或塑胶杯5个

˙电路元件：导线5条、发光二极管（LED）灯泡1颗

■实验步骤

1. 将白醋倒入玻璃杯中，至约三分之一杯满

2. 3组导线两侧各分别连接锌片和铜片，馀下两组的导线分别只在其中一端连接锌片或铜片，另一端待稍后连接灯泡

3. 先将一根导线的锌片及铜片分别放置两个玻璃杯，其他导线与玻璃杯顺序连接（即每个玻璃杯都有连接不同导线的一片锌片及一片铜片），确保两块金属片不会接触

4. 最后将头尾没有连接金属片的两端导线，与LED灯泡的两极相连（注意二极管的正负极方向：锌片为负极，铜片为正极）

5. 当连接完成，可以观察到LED灯泡（红圈）发光，铜片表面可能会因生成氢气而出现小量气泡（图c）

6. 若实验未成功，可以轻辗x??磨锌片表面的氧化物，以增强反应活性

■解说「醋酸伏打电池」实验

邵敏华教授说，把白醋溶液倒入玻璃杯中，再用导线连接锌片（负极）。锌与醋酸的反应过程中，锌原子（Zn）会失去电子（2e?），被氧化生成锌离子（Zn2+）［Zn→Zn??+2e?］；这些电子进入溶液，并从锌片流向铜片（正极），而铜片中醋酸的氢离子（H?）会获得电子，被还原生成氢气［2H?+2e?→H?↑］。这一连串的流动过程形成电流，进而用来发电，点亮LED灯泡。

电池储能技术成新能源发展重点

这个实验不单让我们了解到电池与储能技术的基本原理，随?全球能源转型加速，减少碳排放的电池储能技术成为新能源的发展重点，也是未来其中一种新洁净能源发展的重要方向。

储能技术与日常生活息息相关，如近年全球积极??u广的电勾x??车，就是使用电池储能技术的例子。为??u动社会可持续发展，香港政府于2021年提出《香港电动车普及化路线图》，计划在2035年前停售燃油车。在政策??u动下，2023年的新车登记中，电勾x??车的比例已突破65%，全港充电桩数量增至6200个，特斯拉、比亚迪等品牌的市场占有率持续攀升，这显示电池技术在未来能源结构中将扮演更重要的角色。

邵教授认为，「醋酸伏打电池」实验简单又安全，即使小朋友也能轻松操作。通过实验，我们可以了解能源转换的基本原理，并进一步理解储能技术。

同学不妨思考一下，在日常生活中还有哪些与储能技术相关的应用？或许从观察中，我们能够发挥科学「小宇宙」，一起应对未来的能源挑战，踏上探索新能源的旅程。

文、图：香港青年科学院

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[常识学堂 第335期]