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化學科

一顆方糖的開始—談香灰的秘密

香灰、木灰、稻草灰中能幫助燃燒的物質是溶於水的部分,其殘渣並不能幫助燃燒。從水溶液中我們發現硝酸鹽、亞硝酸鹽是造成方糖能起火燃燒的主要因素。從實驗中,我們也發現香灰中的硝酸鹽、亞硝酸鹽含量比木灰、稻草灰多。 化學物質含量多少的比較: 亞硝酸根:香灰 > 稻草灰 > 木灰 硝酸根(氧化劑總量):香灰 > 稻草灰 ≧ 木灰 銨根: 稻草灰 > 香灰 > 木灰 鹼性:稻草灰最高

小小「硝」防員

日常飲食中,我們無法避免的接觸醃製肉類或豐富營養價值的蔬菜,但它們都含有大量的硝酸鹽,若與乳酸菌飲料搭配,會生成致癌物亞硝胺,為了防範硝酸鹽,我們進行了幾個實驗,從當中發現含茶多酚的茶類飲料、有豐富維生素E的堅果及富維他命C的水果,都有助於降低硝酸鹽。此外,我們發現蔬菜的葉柄含量最高,食用老葉則相對安全,在探討烹調方式的實驗中也證實,人們常說的水煮優於直接加熱,也的確明顯具有降低硝酸鹽含量的功能。

電極染敏電池-利用金屬活性為電極的太陽能電池之研究

一般染敏電池的發電功率並不高,本研究結合不同活性金屬作為電極端,並且分解電池結構逐步探討可能提升發電功率的因素:正極端的組成、負極端的組成、電解液中的水濃度、組裝方式、外在環境的影響。研究結果顯示,以10*20mm大小、阻抗8Ω的FTO玻璃,結合鎂銅金屬為電極所製得的電極染敏電池,單一Cell所得最大電流為1965μA、電壓1776mV、電功率3489.172μW≒3.5mW。另外利用市售的抽油煙機鋁質濾網、石墨塗層、銅片可以簡易製得電極染敏電池,實驗所製的50×50mm的鋁銅電極染敏電池,擺放30天仍可產生電功率0.811mW,透過適當的封裝可以成為可撓式的太陽能電池。

『Young Young 』Helper(探討雙氧水在日常生活的運用)

藉由探討生鮮蔬果及加工醃製過的蔬果、現打果汁、市售果汁、肉類、土壤與雙氧水之反應,觀察雙氧水之特性!並運用雙氧水與生鮮蔬果及加工醃製過的蔬果、現打果汁、市售果汁、肉類、壤土、有機培養土之交互作用的特性,再結合日常生活隨手可得之回收容器設計運用為熱包盛裝物,並以環保概念為基礎,自製『Young Young熱包』。

磁性分子模板在重金屬吸附及脫附之應用

本研究探討新型分子模板之製作,並分析台灣河川中最常見的四種重金屬(銅、鉛、鋅、錳)之吸附效果,亦利用各個不同變因(競爭吸附、pH值等因素),比較分子模板分別在不同條件下的重金屬吸附效果。接著再結合磁顆粒之構想,製作出磁性分子模板。經由實驗測量後磁性分子模板重金屬最高吸附量可達95%,其重金屬脫附效果也可達83%。磁性分子模板中的磁顆粒並不會影響分子模板的吸附,不僅可加快分子模板的吸附及回收時間,更可以將分子模板做更有效回收利用。

天然碳材之炭化及修飾-極簡勁爆空氣電池之研究

竹子是臺灣最寶貴的綠能資產,從竹子的光合作用、竹筍、竹器具到加工整型後的廢料可做紙漿造紙外,我們發現,採集三~四年生的桂竹,自然風乾再經初級乾餾收集竹醋液(達290~330℃時餾出物最多),初級乾餾後的竹材,還可進行二級乾餾(至800℃)或三級乾餾(至1200℃)後,變成附加價值相當高的透氣電極! 本研究不僅證實這項說明且首創開發設計出「臺灣桂竹炭化」之二級或三級乾餾裝置,最後並成功的製造出「不須修飾任何昂貴觸媒的低電阻中空桂竹炭化電極」。 研究後發現,桂竹雙階段的乾餾裝置設計效能可製出高透氣供氧表層及電阻值變小的新碳極製法,而我們第二代、第三代金屬-空氣電池的創新容器設計,可完全配合採集桂竹口徑大小而製備出各種尺寸的空氣電池。

鋅鋁奇緣 Let it go

本實驗目的在討論空氣電池中不同的組成與構造,能達到最佳的發電效能之研究。課本上提到在形成通路的電路中,電池本身提供電力讓燈泡發亮,若用其他材料做成空氣電池,是否也有普通電池的發電效能?首先,選擇不同種類的金屬片做為空氣電池的負極,究竟哪種比例與種類的金屬片能有最佳的發電效能?在找到最佳種類與比例金屬片的同時,也探討濾過膜的種類對於發電效能的影響。再者,不同酸鹼性的電解液,是否會影響發電效能?最後,我們選擇了5種自動筆芯當作電極,觀察不同的活性碳棒,對於空氣電池的發電效能是否有不同程度的效果。

從番石榴葉片汁液探索生活中的氧化作用

我們知道水和氧氣會對鐵產生氧化作用,所以我們用了許多水溶液來進行實驗對鋼棉球的氧化作用。如:番石榴葉汁、礦泉水、果汁、蔬菜汁、汽水……等。 從實驗中,發現礦泉水的氧化作用最差,紅色水上升最少,尤其是純水;生活中蔬果、飲料中,以蒜仁、薑、茶B、茶C效果最佳,一般蔬果汁類抗氧化效果比較差。 現打果汁的氧化效果最好,在我們的實驗中,浸泡過檸檬汁的鋼棉球紅色水上升高度最高,表示檸檬汁的氧化效果較好。 我們知道維他命C、E的抗氧化效果佳,所以在一般飲料汽水中的抗氧化效果佳。

「藻」到「白」頭~綠藻(礁膜)褪白探究

在校訂課程清洗「遛海菜(礁膜)」時,耆老說沾染到露水的礁膜會變白,因這句話展開這次的研究。 我們探討不同來源水、日照、紫外線燈照、溫度、脫水時間等變因,再利用手機光譜儀與ImageJ軟體分析,得到以下結論: 一、浸泡過海水的葉綠素萃取液優於其它來源的水,其餘各來源水的差距不大,所有淡水接觸皆易造成礁膜褪白,並非僅有露水。 二、日照會影響礁膜褪白,紫外線對褪白的影響勝於日照;此外,以碘液檢測澱粉反應亦可是檢測指標。 三、氣溫對於礁膜褪白並無影響。 四、以海水清洗,脫水時間對於礁膜褪白無明顯影響;但以自來水清洗,脫水能明顯改善礁膜褪白。 五、澎湖日常清洗礁膜的方法,以海水清洗時,礁膜較不易褪白,優於自來水。

我最出色

藉由實驗將科學知識與原住民傳統手工藝技術相結合。植物染布的歷史悠久,製作方式十分天然環保,本研究選用原住民用於染布的傳統植物「薯榔」做為染劑來研究。 本實驗發現以生豆漿為助染劑,清洗後布掉色不明顯,表示助染劑確實能幫助布料上色,而且使用溫度越高的薯榔染劑,染出的布顏色越深。再來使用媒染劑確實能使染布固色,使用不同pH值的媒染劑,布料會呈現不同顏色,例如鹼性澄清石灰水使布料近褐色、酸性醋使布料近黃色。布料浸泡染劑與媒染劑的順序以兩者分開先後使用較佳(先薯榔染劑,後媒染劑)。若染布髒了,以洗衣精當作清潔劑為佳,因為染布能維持原本色澤。最後,染布的晾乾方式以陰乾為佳,才能讓布維持原色而不易褪色。