Niiske aku valmistamine

Aku on seade, mis tekitab keemilise reaktsiooni abil elektrivoolu. Ehkki esimesed moodsad patareid töötati välja 19. sajandil, on mõningaid tõendeid selle kohta, et vähemalt 2000 aastat tagasi toodeti Mesopotaamias toornafta patareisid. Nagu nimest võib järeldada, kasutab märgelemendiga patarei keemilise reaktsiooni käivitamiseks vedelat elektrolüüdi sisaldavat keskkonda. Näiteks pliihappe akus on vedel elektrolüüdi lahus, mis sisaldab 65 protsenti vett ja 35 protsenti väävelhapet, kontaktis plii ja pliioksiidi metallplaatidega. Kui aku on ühendatud, seob hape plaatidega reaktsioonis, mis saadab ka ühendatud vooluahela kaudu elektrivoolu. Kui akut saab laadida läbi selle läbiva pöördvoolu, eraldades happe plaatidelt, siis on see väidetavalt sekundaarne või uuesti laetav. Vastasel juhul on see esmane aku, kui seda pole võimalik uuesti laadida. Kui vedela lahuse asemel kasutab aku pastataolist, vähem niisket materjali, nimetatakse seda kuiva elemendiks.

Paljud koolilapsed valmistavad igal aastal elementaarseid märgakupatareisid igast kodust leitud igapäevastest koostisosadest. Elektrolüüdi lahus on mis tahes tavaline neutraalse pH-ga vedelik, näiteks tsitrusviljade mahl (sidrun või lubi sobib hästi) või hapete äädikas või alusena ammoniaak. Teised olulised materjalid märja elemendi valmistamiseks on kaks metalli, millest igaüks kaotab elektronid erineva kiirusega. Alumiiniumfooliumist, mis kaotab kergesti elektronid, saab negatiivne klemm ehk anood. Vasktraat, mis seda ei tee, saab positiivseks terminaliks või katoodiks. Asetage need kaks metalli elektrolüüdivedelikku nii, et nii palju metalli oleks avatud ahela juhtmete ühendamiseks. Kui metallid puutuvad kokku alalisvoolumõõturi klemmidega, registreerub väike elektrilaeng.

Koolilaste valmistatud lihtne niiske elemendiga aku pole eriti võimas ja sellel pole reaalses maailmas palju rakendusi. Kuid ka vedeliku sisalduse tõttu võivad märja elemendiga patareid olla habras ja neid on raske transportida. Samuti, kui need sisaldavad söövitavat materjali, näiteks hapet, võivad need olla ohtlikud. Levinumad laialdaselt kasutatavad märgakutega patareid on autoakud, mis sisaldavad väävelhappelahust. Just see nn akuhape on kõige ohtlikum aspekt tihendi avamisel või auto aku utiliseerimisel. Lisaks sellele, et väävelhape võib nahka halvasti põletada ja ärritavaid aure tekitada, on ka akude klemmide jaoks kasutatav plii mürgine. Tänapäeval on autoakud geeli elemendiks nimetatud märja elemendi variatsioon. Nendes patareides segatakse väävelhappe lahus ränidioksiidiga, saades geelitaolise ja liikumatu materjali. Seetõttu on aku korrodeerumise või ohtlike materjalide lekke tõenäosus väiksem, kui see õnnetuse korral ümber pööratakse või puruneb. See kestab ka kauem, kuna geel ei aurustu, ja seda saab laadida.