【1日でできる自由研究】備長炭で電気を流す！手作り乾電池でLEDを光らせよう

「炭で電気が流れる!?」
見た目はただの黒い棒…でも、備長炭を使えば電気が流れる“乾電池”が作れるんです。
材料はすべて身近なものでOK！LEDが光る感動と一緒に、電気の仕組みや化学の面白さを学べる自由研究です。
1日で完成するので、夏休みの自由研究にもぴったり！

やってみよう！備長炭で乾電池を作る実験

【準備するもの】

備長炭（直径1〜2cm・長さ10cm程度）…2〜3本
塩水（食塩：水＝1:10で溶かす）…500ml程度
キッチンペーパー
アルミホイル
プラスチックコップまたは紙コップ
導線（ワニ口クリップ付きが便利）
LEDライト（赤が最も光りやすい）
ゴム手袋（手が汚れるのを防ぐため）

【実験の手順】

塩水を用意しておきます。
キッチンペーパーを塩水に浸し、軽くしぼります。
備長炭をキッチンペーパーでくるみ、その上からアルミホイルを巻きます（備長炭の一部は露出させる）。
導線を使って、アルミ部分と備長炭部分にそれぞれワニ口クリップで接続します。
2〜3本を直列につなげ、LEDの足につなげてみましょう。
LEDが点灯すれば成功です！

解説｜なぜ光るの？

備長炭は、木を高温で焼いて作られた「炭素のかたまり」。電気を通す性質（導電性）があります。
一方、アルミホイルは金属なので、こちらも電気を通します。
この2つの異なる素材と、塩水（電解質）を組み合わせると、電気を生み出す小さな電池になります。

これは「化学反応によって電子が移動し、電気が生まれる」仕組み。乾電池と同じ原理を、手作りで体験できるんです！

応用解説｜電気はどうやって生まれている？〜乾電池の仕組みに近づく〜

◉ 乾電池とは「化学エネルギー → 電気エネルギー」への変換装置

この実験では、備長炭とアルミホイルという**異なる金属（電極）**を使いました。そこに塩水（電解質）を加えると、化学反応が起きて電子（電気のもと）が移動し、電流が流れます。

これは市販の乾電池とほとんど同じ仕組みです。

◉ 電極の役割｜なぜ2種類の金属が必要なの？

アルミホイル（負極）：電子を放出する働き
備長炭（正極）：電子を受け取る働き

→ この「電極間の電位差（電圧）」によって、電子が流れます。

電子の流れが「電流」となり、LEDが光るのです。

◉ 電解質のはたらき｜なぜ塩水が必要？

水だけでは電子が移動しにくいため、イオンを含む塩水を使います。

食塩（NaCl）は水に溶けると、Na⁺（ナトリウムイオン）とCl⁻（塩化物イオン）になります。
このイオンが電極間の電子のやりとりを仲介することで、回路が完成します。

◉ なぜ備長炭が使えるの？

炭には「炭素（C）」が主成分として含まれています。
炭素は金属ではないのに、電子を移動させることができる＝導電性があるという特性を持っています。

特に備長炭は、構造が緻密で結晶構造が整っており、電気が流れやすいため、実験に向いています。

◉ 電圧と直列つなぎの関係

LEDを光らせるには一定の電圧が必要です（通常約2V前後）。

1本の電池（備長炭＋アルミ）だけでは光らない場合、複数を直列につなげることで電圧が加算され、必要な電力を得られます。

たとえば：

1本：約0.9V
2本：約1.8V
3本：約2.7V → LEDが点灯！

応用アイデア｜さらに実験を深めよう！

炭の種類を変えてみよう！
　備長炭だけでなく、木炭・竹炭などでも同じ実験が可能。どれが一番電気を流す？
直列と並列のつなぎ方でどう変わる？
　LEDの明るさや点灯の有無に違いが出るか比べてみよう。
塩水の濃度を変えてみよう！
　電気の流れやすさに変化が出るか実験してみよう。

自由研究にまとめるときのポイント

タイトルはインパクト＋キーワード重視！
　例：「備長炭で電池を作ろう！LEDが光る自由研究」「電気は炭からも作れる!? 自作乾電池の実験」
実験のきっかけや目的を書く！
　「炭で電気が流れると聞いて驚いた」「乾電池の仕組みを知りたくて」など、自分の言葉でOK。
材料と手順は写真つきで丁寧に！
　→写真を入れると、より分かりやすく評価も◎。
結果は比較してまとめよう！
　→本数・塩水の濃度・炭の種類など、変えた条件とLEDの光り方を表やグラフでまとめると説得力UP。
なぜそうなったのか考察を入れよう！
　→「備長炭とアルミが電池の極になっていて、塩水を介して電気が流れた」ということを、自分なりに説明してみよう。
身近な例や発展アイデアも書く！
　→「身の回りの電池と同じ原理」「災害時の応用になるかも？」など、生活とのつながりを考えると◎。

まとめ｜中学生におすすめ！1日でできる電気の自由研究

備長炭を使った乾電池づくりは、1日でできて見た目にもインパクト大！
LEDが光る瞬間の感動とともに、電気の仕組みや電池の基本原理を体験的に学べる自由研究です。

・中学生でも簡単にできる
・材料が身近でそろいやすい
・実験結果を比べて深められる
・理科の授業や高校内容にもつながる

中学生の理科の自由研究として、人と被りにくく、しかも深い学びとインパクトのある成果物が得られるおすすめのテーマです。
乾電池や電気回路に興味がある人、理系に進みたい中学生にもぴったりの実験です！

ぜひ、この夏は、自分の手で電池を作って、自由研究を充実させてみてください♪

レポートのまとめ方