[发明专利]香蕉植株电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池，特别是涉及一种可长效供电的香蕉植株电池。

背景技术

世界上第一个电池的发明可以追溯到公元1800年伏特(Alessandro Volta)所发明的电池堆，主要是将锌板及银板间隔排放，中间以硫酸浸泡过的布隔开，再将这堆叠了30块金属板的两端用金属线连接，就可以产生稳定的电压与电流。当变更为不同的金属板组合，或是堆叠不同数量的金属板，都会造成电压与电流的改变。由于锌电极在氧化电位表中比氢气及银电极拥有较高的氧化特性，所以在电路导通后产生氧化反应，二价锌离子便与硫酸根结合，电子则传递到银电极，配合银电极附近的氢离子进行还原反应，产生氢气，而此时的银电极并不参与反应，仅作为电子传导极板。

然而，上述伏特电池(银/锌)有严重的缺点，包括以硫酸作为电解质的高危险性、氢气在电极表面累积及氢离子的消耗等因素，都会影响电池的长期使用效能及其进一步应用。

另外，以各种水果作为“水果电池”也在近二、三十年来被广泛用来做为教学研究课题，如：柠檬、柳橙、葡萄及香瓜等，主要实施方式是在水果中插入二种电离倾向不同的金属(或称为在电解质中，金属离子化的强弱，如下表1所示)，分别作为阴、阳极，即可由自发的电化学反应发展为简易的电池系统。如果以铜与锌材质的两电极为例，铜的电离序上电位约为+0.34V、锌的电离序上电位约为-0.76V，在以柳橙水果汁液作为电解质的情形下，约可得1V左右的电压。

表1金属元素电离序表

一般来说，水果内富含水分及各种电解质，以常见的柠檬为例，其柠檬酸的含量远高于其它水果，因此配合铜、锌电极作为阴、阳极材料，就可以开发出电压约为0.9V的柠檬电池，其电池反应如下所示：

锌电极半反应：3Zn+2C₆H₈O₇→Zn₃(C₆H₅O₇)₂+6H⁺+6e^-

铜电极半反应：2H⁺+2e^-→H_2(g)

全电池反应：3Zn+2C₆H₈O₇→Zn₃(C₆H₅O₇)₂+3H_2(g)

而柠檬电池的电位容易受到电极材料的改变而产生变化，其变化幅度可从1.4V(铜/镁)至0.2V(铜/镍)。如果将柠檬变更为其它水果，因内含水分与电解质的差异，使得电池电位一样会产生变化，但其变化幅度只介于0.95V(蕃茄)到0.45V(香瓜)之间，显示出水果电池的电位与水果酸度有极为重大的关联性，让阴极半电池的电位产生变化，进而影响电池电位的表现。

然而，有别于市售的一次电池，水果电池不能作为手电筒灯泡的电源，主要原因在于其电流太小，水果内的电解质及组织状态无法提供高电流运作下，离子与电子的传输工作。此外，安全性较高的水果电池，其主要的缺点除了电流小之外，因阴极产生的氢气仍然会累积在电极表面，在水果组织无法有效排除的前提下，仍然会影响电池的长期使用效能。再者，以水果作为电池有着因电解质会渐渐地减少，而无法长时间发电的问题。因此，找寻适当的水果电池亦为值得探究的议题。

香蕉为一多年生草本单子叶植物，学名为Musa sapientumL.，属于芭蕉科(Musaceae)，芭蕉属(Eumusa)，别名金蕉、弓蕉、甘蕉、芭蕉，种类繁多，可供食用及药用，生长极快速，主要产地包括中南美洲、非洲、东南亚及亚太地区，而中南美洲地区的人称香蕉为绿黄金(Green gold)，足见其经济重要性。

发明内容

由于现有技术中存在如上所述的技术问题，本发明的一个目的在于提供一种香蕉植株电池，以解决水果电池长期使用的效能问题。

根据本发明的目的，提出一种香蕉植株电池，其包含：至少一棵香蕉植株，是活体植株，每一棵香蕉植株包括作为电解质的至少一种有机酸；至少一个第一电极，作为阳极，嵌置于所述至少一棵香蕉植株上；以及至少一个第二电极，作为阴极，嵌置于所述至少一棵香蕉植株上，与所述至少一个第一电极电连接。

在所述的香蕉植株电池，其中，所述香蕉植株是芭蕉科与芭蕉属。

在香蕉植株电池，其中，所述第一电极的材料包括镁、锌或铝。