Realizarea unei baterii cu celule umede

O baterie este un dispozitiv care produce un curent electric prin intermediul unei reacții chimice. Deși primele baterii moderne au fost dezvoltate în secolul al XIX-lea, există unele dovezi care sugerează că bateriile brute cu celule umede au fost produse acum cel puțin 2000 de ani în Mesopotamia. După cum sugerează și numele, o baterie cu celulă umedă folosește un mediu lichid care conține electroliți pentru a declanșa o reacție chimică. De exemplu, într-o baterie cu plumb acid, o soluție lichidă de electroliți conținând 65% apă și 35% acid sulfuric stă în contact cu plăcile metalice de plumb și oxid de plumb. Când bateria este conectată, acidul se leagă de plăci într-o reacție care trimite și un curent electric prin circuitul atașat. Dacă o baterie poate fi reîncărcată prin trecerea prin ea a unui curent inversat, separând acidul de plăci, atunci se spune că este o baterie secundară sau reîncărcabilă. În caz contrar, dacă nu este reîncărcabilă, este o baterie primară. Dacă în locul unei soluții lichide bateria folosește un material pastos, mai puțin umed, se numește celulă uscată.

Mulți copii din școală produc în fiecare an baterii rudimentare cu celule umede din ingrediente de zi cu zi găsite în orice casă. Soluția de electroliți este orice lichid obișnuit cu pH non-neutru, cum ar fi suc de citrice (lămâie sau lime funcționează bine) sau oțet pentru acizi sau amoniac ca bază. Celelalte materiale esențiale pentru realizarea celulei umede sunt două metale, fiecare dintre ele pierzând electroni cu o rată diferită. Folia de aluminiu, care pierde cu ușurință electroni, devine terminalul negativ sau anod. Sârmă de cupru, care nu, devine terminalul pozitiv sau catod. Așezați aceste două metale în lichidul electrolitic cu suficient metal expus pentru a conecta firele unui circuit. Dacă metalele sunt aduse în contact cu bornele unui ampermetru DC, se va înregistra o mică încărcare electrică.

Bateria simplă cu celule umede realizată de copiii de la școală nu este foarte puternică și nu are prea multe aplicații din lumea reală. Dar, de asemenea, datorită conținutului lor de lichid, bateriile cu celule umede pot fi fragile și dificil de transportat. De asemenea, dacă conțin materiale caustice, cum ar fi acidul, pot fi periculoase. Cele mai frecvente baterii cu celule umede utilizate la scară largă sunt bateriile auto, care conțin o soluție de acid sulfuric. Acest așa-numit acid al bateriei este cel mai periculos aspect al deschiderii sigiliului sau al eliminării bateriei auto. Nu numai că acidul sulfuric poate arde grav pielea și poate produce vapori iritanți, dar și plumbul utilizat pentru terminalele bateriilor este otrăvitor. Astăzi, bateriile auto sunt o variantă a celulei umede numite celule gel. În aceste baterii, soluția de acid sulfuric este amestecată cu silice pentru a produce un material asemănător gelului și imobil. Ca urmare, este mai puțin probabil ca bateria să se corodeze sau să vărseze materiale periculoase dacă este inversată sau ruptă într-un accident. De asemenea, durează mai mult, deoarece gelul nu se evaporă și poate fi reîncărcat.