صنع بطارية خلية رطبة

البطارية عبارة عن جهاز ينتج تيارًا كهربائيًا عن طريق تفاعل كيميائي. على الرغم من تطوير البطاريات الحديثة الأولى في القرن التاسع عشر ، إلا أن هناك بعض الأدلة التي تشير إلى أن بطاريات الخلايا الرطبة الخام قد تم إنتاجها منذ 2000 عام على الأقل في بلاد ما بين النهرين. كما يوحي الاسم ، تستخدم بطارية الخلية الرطبة وسطًا يحتوي على سائل إلكتروليت لتحفيز تفاعل كيميائي. على سبيل المثال ، في بطارية حمض الرصاص ، يتلامس محلول إلكتروليت سائل يحتوي على 65 بالمائة ماء و 35 بالمائة حمض كبريتيك مع صفائح معدنية من الرصاص وأكسيد الرصاص. عند توصيل البطارية ، ترتبط الروابط الحمضية باللوحات في تفاعل يرسل أيضًا تيارًا كهربائيًا عبر الدائرة المتصلة. إذا كان من الممكن إعادة شحن البطارية من خلال مرور تيار معكوس ، وفصل الحمض عن الألواح ، فيُقال إنها بطارية ثانوية ، أو قابلة لإعادة الشحن. خلاف ذلك ، إذا لم تكن قابلة لإعادة الشحن ، فهي بطارية أساسية. إذا كانت البطارية تستخدم مادة عجينة وأقل رطوبة بدلاً من المحلول السائل ، فإنها تسمى خلية جافة.

يصنع العديد من أطفال المدارس بطاريات خلايا رطبة بدائية كل عام من المكونات اليومية الموجودة في أي منزل. محلول الإلكتروليت هو أي سائل شائع غير متعادل الأس الهيدروجيني ، مثل عصير الحمضيات (يعمل الليمون أو الجير جيدًا) أو الخل للأحماض أو الأمونيا كقاعدة. المواد الأساسية الأخرى لصنع الخلية الرطبة هي معدنين ، يفقد كل منهما الإلكترونات بمعدل مختلف. رقائق الألومنيوم ، التي تفقد الإلكترونات بسهولة ، تصبح الطرف السالب ، أو الأنود. الأسلاك النحاسية ، التي لا تصبح كذلك ، تصبح الطرف الموجب أو الكاثود. ضع هذين المعدنين في سائل الإلكتروليت مع تعرض كمية كافية من المعدن لتوصيل أسلاك الدائرة. إذا تم توصيل المعادن بأطراف مقياس التيار المستمر ، فسيتم تسجيل شحنة كهربائية صغيرة.

بطارية الخلية الرطبة البسيطة التي صنعها أطفال المدارس ليست قوية جدًا ولا تحتوي على الكثير من التطبيقات الواقعية. ولكن أيضًا ، بسبب محتواها السائل ، يمكن أن تكون بطاريات الخلايا الرطبة هشة ويصعب نقلها. أيضًا ، إذا كانت تحتوي على مادة كاوية مثل الحمض ، فقد تكون خطيرة. بطاريات الخلايا الرطبة الأكثر شيوعًا في الاستخدام الواسع هي بطاريات السيارات ، والتي تحتوي على محلول حامض الكبريتيك. هذا هو ما يسمى بحمض البطارية ، وهذا هو أخطر جوانب كسر الختم أو التخلص من بطارية السيارة. لا يمكن لحمض الكبريتيك فقط أن يحرق الجلد بشدة وينتج أبخرة مزعجة ، بل إن الرصاص المستخدم في محطات البطاريات سام أيضًا. اليوم ، بطاريات السيارات هي نوع مختلف من الخلية الرطبة تسمى خلية الهلام. في هذه البطاريات ، يتم خلط محلول حامض الكبريتيك مع السيليكا لإنتاج مادة شبيهة بالهلام وغير متحركة. نتيجة لذلك ، تقل احتمالية تعرض البطارية للتآكل أو انسكاب المواد الخطرة إذا تم قلبها أو كسرها في حادث. كما أنه يدوم لفترة أطول لأن الجل لا يتبخر ويمكن إعادة شحنه.