Wenn ihr dringend mal eine Batterie braucht, aber keine zur Hand habt, bastelt euch doch einfach eine aus Zitronen! Mit den Zitrusfrüchten und ein paar anderen Hilfsmitteln könnt ihr nämlich auch ein bisschen Strom erzeugen. "Wissen macht Ah!" zeigt Euch wie:
Man nehme:
- Mindestens zwei Zitronen
- Kupfernägel (oder Münzen aus Kupfer)
- Zinknägel (oder Zinkdraht)
- Drähte mit Krokodilklammern
- LCD-Uhr oder etwas ähnliches, das sich mit wenig Strom betreiben lässt
Steckt in zwei möglichst saftige Zitronen je einen Kupfer- und einen Zinknagel. Verbindet dann den Kupfernagel der einen Zitrone mit dem Zinknagel der anderen Zitrone. Benutzt dazu die Drähte mit den Krokodilklammern, die ihr an den Nägeln befestigt. Den freien Zinknagel müsst ihr nun mit dem Minuspol der Uhr verbinden und den freien Kupfernagel mit dem Pluspol der Uhr. Jetzt kann der Strom fließen! Falls die Uhr noch nicht läuft, versucht einfach noch weitere Zitronen anzuschließen. Je mehr Zitronen angeschlossen sind, desto mehr Strom wird fließen.
Und wie funktioniert das?
Strom entsteht auch dann, wenn zwei unterschiedlich geladene Körper ihren Ladungsunterschied in Form von Elektronen ausgleichen.
Teilchen - wie zum Beispiel Atome - haben normalerweise eine ausgeglichene Ladung. Sie tragen sowohl positive (Protonen) als auch negative Ladungen (Elektronen). Die Anzahl der Elektronen in einem Atom bestimmt, ob das Teilchen eine positive oder eine negative Ladung aufweist. Hat ein Teilchen zu viele Elektronen, ist es negativ geladen. Hat es zu wenig Elektronen, ist es positiv geladen. Negativ geladene Teilchen geben gerne ihre überschüssigen Elektronen ab, und positiv geladene Teilchen nehmen Elektronen auf, weil sie sich am wohlsten ohne Ladung fühlen. Wenn man nun zwei Gruppen unterschiedlich geladener Teilchen bildet (z.B. links die negativ geladenen und rechts die positiv geladenen Teilchen), versuchen Elektronen (negativ) von der linken zur rechten Gruppe zu gelangen. Ist ein solcher Austausch von Elektronen möglich, kann Strom fließen.
Damit der Austausch von Elektronen möglich ist, sind verschiedene Dinge wichtig: ein Pluspol (der Kupfernagel), der Elektronen aufnimmt, ein Minuspol (der Zinknagel), der Elektronen abgibt, ein Leiter (in diesem Fall der Draht und die LCD-Uhr, durch die Elektronen vom Zinknagel zum Kupfernagel wandern können) und ein Elektrolyt (der Zitronensaft).
Die Säure in der Zitrone erzeugt eine chemische Reaktion, die den beiden Metallen (also dem Kupfer und dem Zink) positiv geladene Teilchen entzieht. Diese Teilchen, die sich dann in der Zitronensäure befinden nennt man Ionen. Ein Ion ist ein Atom mit unausgeglichener Ladung.
Steckt man nun zwei unterschiedlich edle Metalle in die Zitronensäure, reagieren sie unterschiedlich. Das weniger edle Metall (in unserem Falle das Zink) gibt in der gleichen Zeit mehr positiv geladenen Ionen in die Säure ab als das edlere Kupfer. Da Zink aber so viel positive Ladung in die Säure abgibt, hat es einen hohen Überschuss an negativer Ladung. Denn die bleibt ja erst mal im Zinknagel. Das Kupfer, das im gleichen Zeitraum weniger positive Ladung in die Säure abgibt, hat einen geringeren Überschuss an negativer Ladung.
Es ist nun gegenüber dem Zink positiv geladen. Verbindet man den Kupfernagel über Kabel und Uhr mit dem Zinknagel, dann kann das Zink seine überschüssige negative Ladung durch diese Verbindung an das Kupfer abgeben, um die Ladung auszugleichen. Es fließt Strom! Das funktioniert solange, bis die Zitronensäure keine Ionen mehr aus dem Metall herauslösen kann, bzw. bis beide Metallnägel gleich stark geladen sind.Weil in der Zitrone verschiedene chemischen Reaktionen stattfinden, und sich neue giftige Verbindungen bilden, solltet ihr sie nach dem Versuch auf keinen Fall mehr essen!
