Melyek azok az anyagok, amelyekkel akkumulátort készíthet?

Az elemek olyan rendszerek, amelyek kémiai energiát tárolnak, majd elektromos áramként szabadítják fel, amikor áramkörhöz csatlakoznak. Az elemek sokféle anyagból készülhetnek, de mindhárom összetevőjük megegyezik: egy fém anód, egy fém katód és egy elektrolit van közöttük. Az elektrolit egy ionos oldat, amely lehetővé teszi a töltés áramlását a rendszeren keresztül. Ha egy terhelést, például egy villanykörtét csatlakoztatunk, oxidációs-redukciós reakció következik be, amely elektronokat szabadít fel az anódból, miközben a katód elektronokat nyer (lásd az 1. hivatkozást).

Az elemek rendkívül egyszerűek lehetnek. A burgonya elegendő foszforsavat tartalmaz ahhoz, hogy elektrolitként működjön, és felhasználhatja őket egyszerű, alacsony feszültségű akkumulátor készítéséhez. Nak nek készíts burgonya elemet, szüksége lesz egy darab cinkre, például horganyzott körömre, és egy darab rézre, például rézdrótra vagy egy fillérre. Dugja mindkét elemet a burgonyába, és rögzítse bárhová, amire energiát szeretne, például órára vagy LED-lámpára. A cink anódként, a réz katódként működik, és van akkumulátora. A citromsav citromsavval is működik (lásd a 2. és 5. hivatkozást).

Egyszerű akkumulátor elkészítéséhez nincs szükség gyártásra. Az egyik első elem, amelyet Alessandro Volta talált ki, a voltaikus halom. Ez egy rakás váltakozó cink- és rézlemez, amelyeket sós vízben vagy ecetben áztatott papír választ el, és vékony elemcellákat hoz létre. A kábelek összekapcsolása a cölöp tetejétől és aljától egy terhelésig befejezi az áramkört. Az előállított feszültség korlátozott, mert a verem súlya végül kiszoríthatja az elektrolitot a legalsó rétegek közül (lásd a 3. és 5. hivatkozást).

Ha nagyobb feszültségre van szüksége, készítsen egy Daniell cellát, amelyet John Fredric Daniell talált ki. A Daniell cellája réz-szulfát-oldatban lévő rézcsíkból és cink-szulfát-oldatban lévő cink-csíkból áll. Sós híd köti össze a két elektrolitoldatot. A cellák sorba kapcsolhatók a nagyobb feszültség érdekében. Mint más egyszerű akkumulátoroknál, a cink is elveszíti az elektronokat, míg a réz elektronokat nyer (lásd a 4. és 5. hivatkozást).

A kereskedelemben kapható akkumulátorok különféle fémeket és elektrolitokat használnak. Az anódok készülhetnek cinkből, alumíniumból, lítiumból, kadmiumból, vasból, fémes ólomból, lantanidból vagy grafitból. A katódok készülhetnek mangán-dioxidból, higany-oxidból, nikkel-oxi-hidroxidból, ólom-dioxidból vagy lítium-oxidból. A kálium-hidroxid az elektrolit, amelyet a legtöbb elemtípusban használnak, de egyes elemek ammónium- vagy cink-kloridot, tionil-kloridot, kénsavat vagy lítiumozott fém-oxidokat használnak. A pontos kombináció akkumulátortípusonként változik. Például a szokásos egyszer használatos alkáli elemek cinkanódot, mangán-dioxid katódot és kálium-hidroxidot használnak elektrolitként (lásd a 6. hivatkozást).

  • Ossza meg
instagram viewer