【自由研究】塩水で動く!『アクア・スパイダー』工作でマグネシウム電池のしくみを学ぶ

エレキット

まだ間に合う!1日でできる自由研究工作キット

夏休みの宿題で一番最後に残ってしまうのが自由研究ですよね?

「何にしようか」とテーマを探している間に夏休みが終わってしまう!なんて誰しもが経験したことがあるでしょう。

そういった時にオススメなのが、工作キットを使って自由研究をやってしまうやり方です。

今回は空気マグネシウム燃料電池(塩水)で動くクモ型ロボットを組み立てていきます。

つくって、遊んで、燃料電池のしくみを学んでいきましょう!

さらに燃料電池のしくみ・発電のしくみ・エコエネルギーなどについてレポートにまとめてみるのもいいでしょう。

 

アクア・スパイダー

 

 

製品説明

付属のマグネシウムシートと黒色電極シートに塩水をたらすと、足が動きだす空気マグネシウム燃料電池の発電を利用したロボットです。

・会社:イーケイジャパン ELEKIT(エレキット)

・工作時間:1時間程度

・対象年齢:10歳以上

・必要な工具:ニッパー、マイナスドライバー、コップ、塩、棒(かき混ぜ用)

 

 

組み立てと注意点

内容確認をしたら早速組み立てていきます!

 

簡単なプラモデルになっていますが、説明書をしっかり確認しながら組み立てていきましょう。

 

注意するところ

・ギアには向きがあるのでよく確認する(すべてのギアが噛み合っている)

・8本の足はそれぞれ両端のギアに掛かっていること

・手でギアを回しながら足が連動して動くこと

 

完成するとこのようになります。

 

リアルな動きにびっくり!

組み立てたら早速動かしてみましょう!

まずは、燃料となる塩水『塩1:水5』をつくっていきます。(5gの水に塩1g入れる)

マグネシウム燃料電池にスポイトで塩水を3滴ぐらい入れると動き出します。

 

 

注意するところ

・黒色電極、不織布(ふしょくふ)、マグネシウムシート順番でセットする(黒色電極とマグネシウムシートが直接触れていると発電しない)

・塩水の量が適量じゃない(多すぎても、少なすぎても発電しない)

・マグネシウムシートが黒くなっている(電気の流れが悪くなる)

 

実際はお腹の車輪で前進しているのですが、8本の足がバラバラに動く姿はちょっと気持ち悪いとさえ思えます!リアルな足の動きが驚きです。カサカサって結構スピーディーに動きますよ!

 

 

実際につくって、リアルな動きを体験してみてください!

 

 

動画で確認したい方はこちら↓

 

 

マグネシウム燃料電池のしくみ

それでは、つくって、遊んだ後は、その仕組みを学んでいきましょう!

このアクア・スパイダーは空気マグネシウム燃料電池が使われています。

 

空気マグネシウム燃料電池とは?

負極(マイナス)に金属のマグネシウムを使い、正極(プラス)に空気中の酸素を使い、電解液には食塩水が利用されている燃料電池の一種です。

 

それでは、燃料電池の中で何が起こっていたか見ていきましょう!

 

マグネシウムシートの状態

1・マグネシウムと塩水がくっつくと、マグネシウムイオンと電子に分かれます

2・イオンは塩水の中に入り、電子はマグネシウムに残る(電子は余っている)

 

黒色電極の状態

1・黒色電極と塩水がくっつくと、黒色電極の中に含まれる酸素と塩水の中に含まれる水素がイオンを作り、塩水の中に入ります。

2・この時、黒色電極は電子を使った為、電子が減っている
その結果、マグネシウムシートには電子が余り、黒色電極は電子が減っている状態になります。多い方からが減っている方向に電子が流れる事で、電気を発生させていることがわかります。

 

使用した電池部分

・マグネシウムシート(金属)

・黒色電極(活性炭素:酸素を含んだ炭)

・塩水(電解液)

 

最後に

仕組みがわかったところで、水や塩の量を変えて動くスピードの変化を見てみたり、塩分を含んだ他の水(スポーツドリンクなど)では動くのか?など色々と実験してみるのも面白いと思います!

 

では。

 

エレキット マグネシウム燃料電池で動くクモ型ロボット エレキット ELEKIT JS-7902 アクアスパイダー
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他にもELEKITを作っています。

 

 

 

 

 

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