Co to jest bateria z mokrym ogniwem?
Bateria to urządzenie wytwarzające prąd elektryczny w wyniku reakcji chemicznej. Chociaż pierwsze nowoczesne baterie zostały opracowane w XIX wieku, istnieją pewne dowody sugerujące, że surowe baterie z mokrymi ogniwami zostały wyprodukowane co najmniej 2000 lat temu w Mezopotamii. Jak sama nazwa wskazuje, akumulator z mokrymi ogniwami wykorzystuje płynny elektrolit zawierający medium do wywołania reakcji chemicznej. Na przykład w akumulatorze kwasowo-ołowiowym płynny roztwór elektrolitu zawierający 65 procent wody i 35 procent kwasu siarkowego styka się z metalowymi płytkami z ołowiu i tlenku ołowiu. Gdy akumulator jest podłączony, kwas wiąże się z płytkami w reakcji, która również przesyła prąd elektryczny przez dołączony obwód. Jeśli akumulator można naładować, przechodząc przez niego prądem odwróconym, oddzielającym kwas od płytek, mówi się, że jest akumulatorem wtórnym lub akumulatorem. W przeciwnym razie, jeśli nie można go ładować, jest to bateria główna. Jeśli zamiast roztworu płynnego w baterii stosuje się pastowaty, mniej wilgotny materiał, nazywa się to suchym ogniwem.
Tworzenie baterii
Wiele dzieci w wieku szkolnym co roku wytwarza podstawowe baterie z mokrymi ogniwami z codziennych składników znajdujących się w każdym domu. Roztwór elektrolitu to dowolny powszechnie stosowany płyn o nieobojętnym pH, taki jak sok cytrusowy (dobrze działa cytryna lub limonka) lub ocet w przypadku kwasów lub amoniak jako zasada. Innymi niezbędnymi materiałami do wytworzenia mokrego ogniwa są dwa metale, z których każdy traci elektrony w różnym tempie. Folia aluminiowa, która łatwo traci elektrony, staje się ujemnym biegunem lub anodą. Drut miedziany, który tego nie robi, staje się dodatnim zaciskiem lub katodą. Umieść te dwa metale w płynie elektrolitu z wystarczającą ilością metalu odsłoniętą, aby połączyć przewody obwodu. Jeśli metale zetkną się z zaciskami amperomierza prądu stałego, zarejestruje się niewielki ładunek elektryczny.
Aplikacje
Prosta bateria z mokrym ogniwem produkowana przez dzieci w wieku szkolnym nie jest zbyt wydajna i nie ma zbyt dużego zastosowania w świecie rzeczywistym. Ale także, ze względu na płynną zawartość, akumulatory z mokrymi ogniwami mogą być kruche i trudne w transporcie. Ponadto, jeśli zawierają materiał żrący, taki jak kwas, mogą być niebezpieczne. Najpopularniejszymi akumulatorami z ogniwami mokrymi w szerokim zastosowaniu są akumulatory samochodowe, które zawierają roztwór kwasu siarkowego. To właśnie ten tak zwany kwas akumulatorowy jest najbardziej niebezpiecznym aspektem zerwania plomby lub pozbycia się akumulatora samochodowego. Kwas siarkowy może nie tylko mocno poparzyć skórę i wytworzyć drażniące opary, ale także ołów używany do zacisków baterii jest trujący. Obecnie akumulatory samochodowe są odmianą mokrego ogniwa zwanego ogniwem żelowym. W tych akumulatorach roztwór kwasu siarkowego miesza się z krzemionką, aby wytworzyć żelowaty i nieruchomy materiał. W rezultacie bateria jest mniej podatna na korozję lub rozlanie niebezpiecznych materiałów, jeśli zostanie odwrócona lub pęknięta w wypadku. Trwa również dłużej, ponieważ żel nie odparowuje i można go ponownie naładować.