Δημιουργία μπαταρίας υγρού κυττάρου

Η μπαταρία είναι μια συσκευή που παράγει ηλεκτρικό ρεύμα μέσω χημικής αντίδρασης. Αν και οι πρώτες σύγχρονες μπαταρίες αναπτύχθηκαν τον 19ο αιώνα, υπάρχουν κάποιες ενδείξεις που υποδηλώνουν ότι οι ακατέργαστες μπαταρίες υγρών κυψελών παρήχθησαν πριν από τουλάχιστον 2000 χρόνια στη Μεσοποταμία. Όπως υποδηλώνει το όνομα, μια μπαταρία υγρού κυττάρου χρησιμοποιεί ένα υγρό μέσο που περιέχει ηλεκτρολύτη για να προκαλέσει χημική αντίδραση. Για παράδειγμα, σε μια μπαταρία μολύβδου οξέος, ένα υγρό διάλυμα ηλεκτρολύτη που περιέχει 65 τοις εκατό νερό και 35 τοις εκατό θειικό οξύ κάθεται σε επαφή με μεταλλικές πλάκες μολύβδου και οξειδίου μολύβδου. Όταν η μπαταρία είναι συνδεδεμένη, το οξύ συνδέεται με τις πλάκες σε μια αντίδραση που στέλνει επίσης ηλεκτρικό ρεύμα μέσω του συνδεδεμένου κυκλώματος. Εάν μια μπαταρία μπορεί να επαναφορτιστεί μέσω της διέλευσης της αντίστροφης ροής, διαχωρίζοντας το οξύ από τις πλάκες, τότε λέγεται ότι είναι δευτερεύουσα μπαταρία ή επαναφορτιζόμενη. Διαφορετικά, εάν δεν είναι επαναφορτιζόμενη, είναι μια κύρια μπαταρία. Εάν αντί για υγρό διάλυμα, η μπαταρία χρησιμοποιεί ένα πάστα, λιγότερο υγρό υλικό, ονομάζεται ξηρό κελί.

Πολλά παιδιά σχολείου παράγουν στοιχειώδεις μπαταρίες υγρών κυττάρων κάθε χρόνο από καθημερινά συστατικά που βρίσκονται σε οποιοδήποτε σπίτι. Το διάλυμα ηλεκτρολύτη είναι οποιοδήποτε κοινό μη ουδέτερο υγρό pH, όπως ο χυμός εσπεριδοειδών (λεμόνι ή ασβέστης λειτουργεί καλά) ή ξύδι για τα οξέα ή αμμωνία ως βάση. Τα άλλα απαραίτητα υλικά για την κατασκευή του υγρού στοιχείου είναι δύο μέταλλα, καθένα από τα οποία χάνει ηλεκτρόνια με διαφορετικό ρυθμό. Το αλουμινόχαρτο, το οποίο χάνει εύκολα ηλεκτρόνια, γίνεται το αρνητικό τερματικό ή άνοδο. Το χάλκινο σύρμα, το οποίο δεν γίνεται, γίνεται ο θετικός ακροδέκτης ή κάθοδος. Τοποθετήστε αυτά τα δύο μέταλλα στο υγρό ηλεκτρολύτη με αρκετό μέταλλο εκτεθειμένο για να συνδέσετε τα καλώδια ενός κυκλώματος. Εάν τα μέταλλα έρθουν σε επαφή με τους ακροδέκτες ενός αμπερόμετρου DC, θα καταγραφεί ένα μικρό ηλεκτρικό φορτίο.

Η απλή μπαταρία υγρού κυψέλης που κατασκευάζεται από παιδιά σχολείου δεν είναι πολύ ισχυρή και δεν έχει πολύ πραγματική εφαρμογή. Αλλά επίσης, λόγω της περιεκτικότητάς τους σε υγρό, οι μπαταρίες υγρών κυψελών μπορεί να είναι εύθραυστες και δύσκολες στη μεταφορά τους. Επίσης, εάν περιέχουν καυστικό υλικό όπως οξύ, μπορεί να είναι επικίνδυνα. Οι πιο συνηθισμένες μπαταρίες υγρών κυψελών σε ευρεία χρήση είναι οι μπαταρίες αυτοκινήτων, οι οποίες περιέχουν διάλυμα θειικού οξέος. Αυτό είναι το λεγόμενο οξύ της μπαταρίας, που είναι η πιο επικίνδυνη πτυχή του ανοίγματος της σφραγίδας ή της απόρριψης μιας μπαταρίας αυτοκινήτου. Το θειικό οξύ όχι μόνο μπορεί να κάψει άσχημα το δέρμα και να προκαλέσει ερεθιστικούς καπνούς, αλλά και το μόλυβδο που χρησιμοποιείται για τους ακροδέκτες των μπαταριών είναι επίσης δηλητηριώδες. Σήμερα, οι μπαταρίες αυτοκινήτων είναι μια παραλλαγή του υγρού κελιού που ονομάζεται gel cell. Σε αυτές τις μπαταρίες, το διάλυμα θειικού οξέος αναμιγνύεται με διοξείδιο του πυριτίου για να παραχθεί ένα πηκτώδες και ακίνητο υλικό. Ως αποτέλεσμα, η μπαταρία είναι λιγότερο πιθανό να διαβρώσει ή να διαρρεύσει επικίνδυνο υλικό εάν αναστραφεί ή σπάσει σε ατύχημα. Διαρκεί επίσης περισσότερο αφού το τζελ δεν εξατμίζεται και μπορεί να επαναφορτιστεί.