با استفاده از Jenga برای توضیح باتری های لیتیوم یون

برج, بلوک بازی مانند Jenga می توان برای توضیح به دانش آموزان چگونه لیتیوم-یون باتری, کار, جلسه, آموزشی نیاز به درک بهتر یک منبع قدرت تبدیل شده است که حیاتی به زندگی روزمره است.

در حالی که باتری های لیتیوم یون فراوان در بسیاری از دستگاه های الکترونیکی ما از تلفن های هوشمند برای وسایل نقلیه الکتریکی منابع در دسترس برای تدریس به کودکان چگونه کار می کنند و چرا آنها مهم هستند محدود است.

یک تیم در دانشگاه بیرمنگام دانشکده شیمی ابداع یک ابزار آموزشی است که با استفاده از برج بلوک بازی Jenga برای توضیح فرآیندهای در محل کار در داخل سلول های باتری و الکتروشیمی ، روش خود است منتشر شده در مجله شیمی آموزش و پرورش.

یک باتری قابل شارژ لیتیوم یون باتری متشکل از یک اکسید و گرافیت. این معمولا ساخته شده در لایه های جدا شده با یک الکترولیت. هنگامی که باتری شارژ لیتیوم یون حرکت از گرافیت به اکسید الکترود از طریق الکترولیت. زمان جمع که الکترود پوشش داده شده بر روی الکترون ها اجازه می دهد به حرکت از طریق یک مدار خارجی ارائه قدرت.

با استفاده از لایه هایی از بلوک های کودکان می تواند یک حس چگونه باتری ساخته شده است و چگونه اجزای مختلف ارتباط برقرار کردن با یکدیگر. باتری Jenga نشان می دهد عملکرد باتری و ویژگی های کلیدی. این معینی و یا لایه بندی شده شیمی از شارژ و تخلیه این نوع باتری می تواند به راحتی visualised. از طریق از بین بردن چند خالی بلوک های گرافیت (این بلوک نشان دهنده فضای خالی بین لایه های گرافیت) یک دانش آموز می تواند حرکت Li-ion بلوک از اکسید الکترود به الکترود گرافیت. روند معکوس خواهد رخ می دهد در تخلیه.

سادگی از این تظاهرات را فراهم می کند پایه ای برای پیچیده شیمی و واکنش های اکسیداسیون و کاهش توان توضیح داد. اهمیت و ایمنی از میزان شارژ متفاوت برای برنامه های کاربردی را می توان نشان داده شده است بیش از حد زمانی که دانش آموزان حذف یون لیتیوم بلوک از اکسید الکترود در تغییر نرخ. سریع تر شارژ همواره منجر به Jenga ساختار فروپاشی است.

برج بلوک بازی همچنین می توانید نشان می دهد که چگونه عملکرد باتری را کاهش می دهد بیش از ادامه استفاده با نشان دادن چگونه به بلوک تبدیل شدن به کمی آواره به عنوان لیتیوم بلوک برداشته و reinserted.

محقق الیزابت Driscoll توضیح می دهد: "دست به تظاهرات شناخته شده به عنوان یک راه مفید برای حمایت از آموزش - معلمان اغلب با استفاده از لیمو یا سیب زمینی به توضیح معمولی غیر قابل شارژ, باتری, برای مثال. اما ما می دانیم که الکتروشیمی یک منطقه روی حیله و تزویر برای معلمان که اغلب منجر به تصورات غلط در میان دانش آموزان است. ما می خواستیم برای طراحی یک دست در فعالیت های است که کمک به این آدرس و این توضیح قابل شارژ از نوع."

با معرفی برج بلوک مجموعه قوی با رنگ های متضاد و بافت های مختلف این تیم نیز قادر به تدبیر ابزار آموزش است که می تواند جامع تر برای دانش آموزان نابینا یا نیمه اندیش.

فعالیت شده اند trialled با چند بازدید از مدارس در طول سال گذشته از جمله: انجمن سلطنتی شیمی را بالای نیمکت تظاهرات سخنرانی با بازخورد مثبت از هر دو معلمان و دانش آموزان است. این مجموعه نیز در ظاهر در رویدادهای عمومی در موزه ها از ThinkTank موزه علوم در بیرمنگام به منچستر موزه علوم و موسسه سلطنتی در لندن است.

گام بعدی برای این تیم خواهد بود برای فعال کردن این فعالیت به طور گسترده ای در دسترس برای بیشتر دانش آموزان و ارائه پشتیبانی برای مربیان در این موضوع است. بودجه از فارادی موسسه و انجمن سلطنتی شیمی در حال حاضر فعال 100 کوچک jenga مجموعه عرضه می شود به بیرمنگام متوسطه. لامسه کلاس درس مجموعه نیز خواهد شد ارائه شده در کالج ووستر و بولتون حسی خدمات پشتیبانی. مربیان علاقه مند به تولید خود مجموعه می توانید دسترسی کامل دستورالعمل از طریق باز کردن دسترسی به مقاله در مجله شیمی آموزش و پرورش.

###

* دانشگاه بیرمنگام رتبه در میان جهان بالا 100 موسسات. کار خود را به ارمغان می آورد مردم از سراسر جهان به بیرمنگام از جمله محققان و معلمان و بيش از 6500 دانشجوی بین المللی از بیش از 150 کشور جهان است.

* Driscoll و همکاران (2020). 'بلوک های ساختمان از فن آوری باتری: با استفاده از اصلاح شده برج, بلوک بازی مجموعه برای توضیح و کمک به درک قابل شارژ لیتیوم یون باتری'. مجله شیمیایی آموزش و پرورش

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.