化學示範實驗：自製乾電池(Dry Cell)

化學示範實驗：自製乾電池(Dry Cell)
桃園縣私立復旦高級中學化學科陳淑媛老師/國立台灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

我們在市面上很輕易的可以買到乾電池（碳鋅電池），不過由於電池被密封的關係，我們實際上無法觀察到它內部的結構。既然如此，我們就自己做一個簡單的乾電池吧。

一、實驗目的：
1. 了解市面上乾電池的原理。
2. 進行簡易電池的製作。

二、實驗原理：
乾電池(Dry cell)是在日常生活之中極為普遍使用輕便直流電源，可以使用於很多電器用品上如遙控器，電腦等，其中最常見的乾電池為碳鋅電池(Zinc-carbon dry cell or battery)。
   
以下為碳鋅電池的基本組成：
負極（陽極）：鋅罐。
正極（陰極）：碳棒。
電解液：以氯化銨或氯化鋅等鹽類水溶液作為電解液。並以二氧化錳與澱粉及電解質混合的混合劑  作為正極的作用物質。

圖一、乾電池的組成（1：金屬帽（+），2：石墨棒（正極），3：鋅外殼（負極），4：二氧化錳，5：潮濕的氯化銨糊狀液體（電解質），6：金屬末端（-））

三、實驗儀器及藥品：

四、實驗步驟：
1. 將鋅片裁成適當大小，在鋅片的一端剪開一長為片寬的2/3的細條，將其向上折。將鋅片彎成圓筒狀，大小剛好能放入底片盒內。
2. 將二氧化錳粉末及活性碳粉依1：1.5~2的比例充分混合後，加入20%氯化鋅水溶液，呈現稍微濕潤的粉末混合物即可。
3. 濾紙裁成長條狀，寬度比鋅片的寬度多約三分之一，捲成筒狀，其半徑需比鋅片小。將步驟一的鋅片筒套在濾紙筒外，因為濾紙寬度比鋅片大，多出的部份向外反折將鋅片筒包住，再把包好濾紙的鋅筒放入底片盒中。
4. 將碳棒垂直放入盒的中央，在其周圍填入混合物，一定要裝滿壓實，可用鉛筆頭將混合物往下壓。
5. 用滴管加20%的氯化銨水溶液全面濕潤混合物（滴的量要控制在不令混合物成為黏稠狀），將高出於鋅筒的濾紙折入桶內壓實。自製碳鋅電池便完成。

實驗紀錄：

1. 外圍的鋅殼

2. 配製電解質

3.鋅片用濾紙隔絕電解質

4. 用鬧鐘測試自製的電池

參考資料：
1. 黃泰日，碳鋅電池 &鹼錳電池，探究自然Blog，2009年3月4日。
  http://plog.spjh.tp.edu.tw/lifetypetea/post/195/1116   
2. 維基百科網站—碳鋅電池  http://zh.wikipedia.org/zh-tw/碳鋅電池 （圖一）
3. 左卷健男編著，蕭衍繁、黃瑞金 譯，《愛上化學實驗課（下）》，第20頁至第21頁，世茂出版社，2005年7月14日。