さて、今回(こんかい)はお花(はな)で電気(でんき)を起(お)こします。まず、花束(はなたば)にコンセントを...嘘(うそ)です、今回(こんかい)作(つく)るのは太陽電池(たいようでんち)。太陽電池(たいようでんち)は、太陽(たいよう)の光(ひかり)だけで電気(でんき)を作(つく)ることができるので排気(はいき)ガスや二酸化炭素(にさんかたんそ)をださず、地球(ちきゅう)に優(やさ)しいエネルギーとして注目(ちゅうもく)されています。また、太陽(たいよう)の光(ひかり)があれば重(おも)たい燃料(ねんりょう)を持(も)っていかなくてもいいので、宇宙(うちゅう)で機械(きかい)やコンピューターを動(うご)かすのにも便利(べんり)。人工衛星(じんこうえいせい)や国際宇宙(こくさいうちゅう)ステーションなどでも大活躍(だいかつやく)しています。今回(こんかい)はあの太陽電池(たいようでんち)を花(はな)の色水(いろみず)から作(つく)っちゃいます！
まず、花(はな)の色水(いろみず)を取(と)りましょう。少(すこ)し水(みず)を入(い)れて乳鉢(にゅうばち)でつぶします。
次(つぎ)に、電気(でんき)を取(と)り出(だ)すための加工(かこう)を施(ほどこ)した透明電極(とうめいでんきょく)を色水(いろみず)で染(そ)めます。
もう一枚(いちまい)電極(でんきょく)を用意(ようい)して、ヨウ素液(そえき)を一滴(いってき)たらして、2枚(まい)の電極(でんきょく)をクリップで留(と)めて出来上(できあ)がり。
え、これが？太陽電池(たいようでんち)？ なんだか、太陽電池(たいようでんち)って普通(ふつう)はもうちょっとハイテクな感(かん)じですよねぇ。これでほんとに電気(でんき)が起(お)きるのかな？
じゃあ、さっそく試(ため)してみましょう。作(つく)った太陽電池(たいようでんち)をテスター(検流計(けんりゅうけい))につないで、光(ひかり)を当(あ)てると...
ランプをつけた瞬間(しゅんかん)、テスターの数字(すうじ)がぱぱっと増(ふ)えます。おおお！ほんとに電気(でんき)が起(お)きてる！すごい！だって、ただのお花(はな)の色水(いろみず)ですよ？
もしかしたら、他(ほか)にも電気(でんき)が起(お)きるものがあるかもしれません。いろいろなもので試(ため)してみましょう。凄(すご)い材料(ざいりょう)が見(み)つかったら、ノーベル賞(しょう)がもらえるかも！
お花屋(はなや)さんで買(か)ってきた花束(はなたば)と、あとは台所(だいどころ)で探(さが)してみました。なんだか見(み)るからにダメそうなのもありますねえ...
チョコレートとか。
さあ、全部(ぜんぶ)測(はか)り終(おわ)わりました。
結果(けっか)は以下(いか)の通(とお)り！
一位(いちい)はハイビスカス！おめでとー！他(ほか)のものより倍(ばい)近(ちか)く大(おお)きい電流(でんりゅう)が流(なが)れました。色(いろ)が濃(こ)いからって電気(でんき)がたくさん起(お)きるというわけでもないんですね。ちなみに、チョコレートは全然(ぜんぜん)ダメでした。やっぱり。
さて、先(さき)ほどから二人(ふたり)は「電気(でんき)が起(お)きた、電気(でんき)が起(お)きた」と大騒(おおさわ)ぎしていますが、実(じつ)は電流(でんりゅう)の大(おお)きさは普通(ふつう)の電池(でんち)の1000分(ぶん)の1ぐらいしかありません。これじゃあ電気(でんき)をつけたりパソコンを動(うご)かしたりするのはちょっと難(むずか)しそう。でも、ほとんど電気(でんき)を使(つか)わないような機械(きかい)なら動(うご)かすことができるかもしれません。
というわけで、電子(でんし)オルゴールを用意(ようい)しました。これなら、電池(でんち)をたくさん作(つく)って繋(つな)いであげれば、音(おと)が鳴(な)るかも！
というわけで、一番(いちばん)性能(せいのう)の良(よ)かったハイビスカスの電池(でんち)をたくさん作(つく)ります。
さあ、電池(でんち)のプラスマイナスを間違(まちが)えないように全部(ぜんぶ)繋(つな)いで、最後(さいご)にオルゴールを繋(つな)ぎます。
鳴(な)るかな？鳴(な)るかな？どきどき！
鳴(な)ったー！ちゃんときらきら星(ぼし)が聞(き)こえます！やったー！
光(ひかり)を近(ちか)づけたり遠(とお)ざけたりすると、みにょんみにょんと音(おと)が変化(へんか)します。おもしろーい。音(おと)が変(か)わるのは、起(お)きる電気(でんき)の大(おお)きさが変化(へんか)しているからですね。これは確(たし)かに光(ひかり)が電気(でんき)に変(か)わっている証拠(しょうこ)です。
今回作ったのは太陽電池の中でも『色素増感太陽電池』と呼ばれるものです。
片方の電極は酸化チタンと呼ばれる物質を薄く均一に塗って焼き付けたもの。これを草花から取った色水で染めています。こちらがマイナス極。もう片方の電極は鉛筆の芯(炭素)の粉をつけたものです。こちらがプラス極になります。
この2枚の電極でヨウ素液(電解液)をサンドイッチします。材料さえあれば、一から作るのも難しくありません(ただし、酸化チタンを焼き付けるのに火を使
うので、実験は必ず保護者の方や先生と一緒に行ってください)。
では、なぜ電気が起きるんでしょうか？草花に色がついて見えるのは、色素と呼ばれる物質が含まれているからです。この色素に光が当ると電子がポコンと飛び出します。電子の流れ＝電気ですから、この飛び出した電子をうまく捕まえて取り出してあげれば電気が生まれるというわけ。酸化チタンや鉛筆の芯、ヨウ素液はそれぞれの色素で生まれた電気をうまく集めて取り出してあげるための仕組みです。
これ、植物が光合成をするのとほとんど同じ仕組みなんです。木や花は太陽の光が色素に当って生まれた電子を使って、自分の体の中で栄養を作り出しています。そう、植物は電気仕掛けで動いているんです。私達は、同じ仕組みを使って電気を取り出しているというわけです。
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実験に当っては、火の取り扱いに十分注意してください。また、使用する酸化チタンについては、毒性はほとんどありませんが、非常に細かい粉末なので、吸い込まないように十分注意してください。この実験を手軽に行うことのできる、制作キットが理科教材店やインターネットなどで入手することができます。細かい実験手順などについては、キットの説明書を参照してください。
