Kādus iespējamos materiālus jūs varētu izmantot, lai izgatavotu akumulatoru?

Baterijas ir sistēmas, kas uzglabā ķīmisko enerģiju un pēc tam atbrīvo to kā elektrisko enerģiju, kad tās ir savienotas ar ķēdi. Baterijas var izgatavot no daudziem materiāliem, taču tām visām ir trīs galvenās sastāvdaļas: metāla anods, metāla katods un elektrolīts starp tām. Elektrolīts ir jonu šķīdums, kas ļauj lādiņam plūst caur sistēmu. Kad ir pievienota slodze, piemēram, spuldze, notiek oksidēšanās-reducēšanās reakcija, kas atbrīvo elektronus no anoda, kamēr katods iegūst elektronus (skat. 1. atsauci).

Baterijas var būt ļoti vienkāršas. Kartupeļos ir pietiekami daudz fosforskābes, lai tas darbotos kā elektrolīts, un jūs varat tos izmantot, lai izveidotu vienkāršu, zemsprieguma akumulatoru. Uz pagatavojiet kartupeļu akumulatoru, jums būs nepieciešams cinka gabals, piemēram, ar cinkotu naglu, un vara gabals, piemēram, vara stieple vai penss. Ievietojiet abus priekšmetus kartupeļos un piestipriniet tos pie jebkura strāvas, piemēram, pulksteņa vai LED gaismas. Cinks darbojas kā anods, varš - kā katods, un jums ir akumulators. Tas darbosies arī ar citronskābi citronā (skat. 2. un 5. atsauci).

Lai izgatavotu vienkāršu akumulatoru, nav nepieciešami produkti. Viena no pirmajām baterijām, kuru izgudroja Alesandro Volta, ir volta kaudze. Tas ir kaudze ar mainīgām cinka un vara loksnēm, kuras atdala ar sālsūdenī vai etiķī iemērcētu papīru, izveidojot plānu akumulatoru šūnu virkni. Savienojot vadus no kaudzes augšdaļas un apakšas ar slodzi, ķēde tiek pabeigta. Izgatavotais spriegums ir ierobežots, jo kaudzes svars galu galā var izspiest elektrolītu no apakšējiem slāņiem (skatīt 3. un 5. atsauci).

Ja jums nepieciešams lielāks spriegums, izveidojiet Daniell's cell, kuru izgudroja Džons Fredriks Daniels. Daniela šūna sastāv no vara sloksnes vara sulfāta šķīdumā un cinka sloksnes cinka sulfāta šķīdumā. Sāls tilts savieno abus elektrolītu šķīdumus. Šūnas var savienot virknē, lai iegūtu lielāku spriegumu. Tāpat kā ar citām vienkāršām baterijām, cinks zaudē elektronus, bet varš iegūst elektronus (skat. 4. un 5. atsauci).

Komerciāli pieejamās baterijās tiek izmantoti dažādi metāli un elektrolīti. Anodus var izgatavot no cinka, alumīnija, litija, kadmija, dzelzs, metāla svina, lantanīda vai grafīta. Katodus var izgatavot no mangāna dioksīda, dzīvsudraba oksīda, niķeļa oksihidroksīda, svina dioksīda vai litija oksīda. Kālija hidroksīds ir elektrolīts, ko izmanto lielākajā daļā bateriju tipu, taču dažās baterijās tiek izmantots amonija vai cinka hlorīds, tionilhlorīds, sērskābe vai litija metālu oksīdi. Precīza kombinācija atšķiras atkarībā no akumulatora veida. Piemēram, parastās vienreiz lietojamās sārma baterijās kā elektrolītu izmanto cinka anodu, mangāna dioksīda katodu un kālija hidroksīdu (skat. 6. atsauci).

  • Dalīties
instagram viewer