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化學科

照過來~「投影片」與「石墨烯」天生一對,成就了自製可撓式染料敏化太陽電池

我們以投影片為底,分別塗上導電膠、導電碳膠、鎳絲、不同粒徑的石墨粉或石墨烯等導電材料製作可彎曲的導電片,用它們來取代價格昂貴的ITO(銦錫氧化物)透光導電玻璃片,以製作染料敏化太陽電池(簡稱DSSC)。自製的DSSC的兩極中間塗了奈米級TiO2 (14 nm)晶粒,並以紫羅藍花(乙醇當溶劑)為染劑,再以鹿角萵苣(溶於乙二醇的溶劑中)作為電解液。實驗結果發現,最好的導電材料首推「石墨烯」,並發現以「投影片/鋁膠帶/石墨烯」組合作正極,以可透光的「投影片/導電膠」作為負極,可獲得較高的發電效率。自製的太陽電池不僅製作成本很便宜,而且還可以彎曲喔!

台東沿岸海沙含鐵成分之分析

假日至都蘭等地區海邊郊遊時,常見居民撿拾質地較硬之礦石,加工磨光後僅裝飾品用,因而推瀾海砂中亦可能合有礦物成份,偶以帶有磁性之水巢刀挖擔海砂時,則見刀尖上吸附有類似鐵層之細屑,因而決定做此含鐵成份之測定。

花朵中色素的利用及研究

由於花蓮偏遞於本省東隅,雖近年來工業化的統籌已步入此地,但拘泥於時空之限,在各方面的條件尚難俱全。就單以學校實驗室來看,絕大部分的藥品就必須是從外地輸入的。而最常用的酸鹼指示劑,遂常在久置之餘,本身發生變色的現象(如石蕊及廣用指示劑), 而不能運用得得心應手。所以,我們基於所處環境之失,抱著好奇探索的態度,試圖自製出一種簡易而利用價值更高的酸鹼指示劑,我們所持的原則,所趨的方向即是「簡易」和「價值」。

毛細現象之另類研究-色彩饗宴

在四上,當自然課程進行到「植物的吸收與蒸散」的課程時,從「毛細現象」的實驗中,小朋友無意間發現了許多有趣的現象,引起了再研究的興趣。尤其是對顏色水中色素的分離最感興趣。於是便利用毛細現象設計了許多不同變因的實驗。例如不同質料的紙和布、不同液體的影響、水上升高度對上升速度的影響、阻礙水上升所發生的情形、色素分離的各種狀況,最後,我們還將實驗用過的紙作了回收並製成再生紙。當所有的實驗都進行完畢,小朋友仍然意猶未盡,又設計了相關的發展活動,例如用粉筆取代紙和布、紙蓮花、製作兩色花、取花汁作色素分離和吸水路徑不同產生的色素分離狀況。經過了這一連的實驗,小朋友不但對毛細現象有了深入的了解,也對自然科學實驗充滿了高度的興趣。

實驗室中安全有效製氧方法

在國小自然科學新課程五年級上學期第九冊第四單元〔兩種氣體」的雙造氧氣小節中,列有步驟圓,但經我們實際的操作實驗,發現這種方法不經濟,加上二氧化錳及雙氧水的作用激烈,熱量突增,常帶給同學們一陣陣的恐懼感。為了想改進這些缺點,於是我們四位同學決定更深入的研究一番,希望得到經濟有效且較安全的實驗室製造氧氣的方法。

動「池」凍「池」--水果電池

本實驗中我們嘗試去探討各種影響水果電池效率的因素,如電解液的成分、濃度與溫度、電極種類、電極的間距、接觸面積、電池電路的連接方式等因素。經實驗後發現以下結果:一、當電解液的濃度或溫度增加,電池電流量會增強。二、當電極間的距離越近及電極接觸面積增加時,電池電流量增強。三、影響水果電池電功率最大因素為電極的金屬種類,實驗中以鎂鋁–銅作為電極的發電功效最好。四、將果汁製成果凍電池,可以微增電功率。接著我們試著利用在電子廢棄物回收廠,找到的銅箔基板廢料當正電極,廢筆電外殼的鎂鋁合金當負電極,製成的簡易電池模組可產生更佳的電功率,單組電池模組電壓值就達1.66 V(電功率86.33 mW),串聯三組電池模組總電壓值可達4.74 V(電功率182.96 mW),若串聯六組電池模組總電壓值更達9.57 V(電功率320.59 mW),另簡易電池模組連接3 V直流馬達可使其運轉,因此,簡易型果凍電池可作為緊急時低功率電子產品之供電用途。

利用容度積、酸度計、EDTA溶液,測定虎尾等地區自來水質之含氯量及硬度

疾奔的草錳-草酸與過錳酸鉀的催化反應速度

改變過錳酸鉀、硫酸、草酸、溫度、催化劑等變因之濃度,求得反應速率定律式,降低實驗的危險性及減少實驗花費的時間。我們發現草酸的反應級數為負值,氫離子之反應級數遠大於其他變因,測得此反應的活化能以及找出此實驗最佳的進行條件。

香的製造與空氣污染

逢年過節時我們看到賣金紙香鋪店的生意很好,聞到一柱清香,身心舒暢,但是,在廟中香火茂盛的地方,會不會影響到空氣的汙染呢?於是請教老師,老師就鼓勵我們去研究製香的方法和原料對空氣的影響。

你相信食物會相剋嗎?

寒假中在家裹比較有時間,有一天在客廳看到桌子上有一本「黃曆」魷是「中國民曆」翻翻看裹面所寫的是,有關農曆的日子,好、壞、凶、吉,還有婚嫁的好日子,五穀播種的時期等等。翻到後面一頁,有食物相剋圖所列的,有毛蟹和冰吃了會中毒。饅和梅干吃了也有毒。吃了金瓜和蝦曾下痢。內容警告我們吃東西要小心,同時也有解毒方跋,我起了疑心去問爸爸,他說:「我不清楚你問媽媽吧」媽媽也說:「我也不清楚你去請教老帥吧!」好!我來試試看,請老師指導之下,我們似了下面的實驗。