Морская вода может служить электролитом в батарее, вырабатывая электричество. Батарея состоит из трех частей: электролита и двух электродов, которые сделаны из разных материалов, часто из металлов. В некоторых из первых батарей, изготовленных Алессандро Вольта около 1880 года, для выработки электроэнергии использовалась соленая вода, серебро и цинк. Аккумулятор этого типа легко собрать и с ним экспериментировать.
Электролиты и батареи
В воде поваренная соль или хлорид натрия (NaCl) растворяется на положительно заряженные ионы натрия (Na +) и отрицательно заряженные ионы хлора (Cl-). Химики называют раствор таких ионов электролитом. В батарее один электрод, называемый катодом, отводит электроны в раствор, оставляя его с положительным зарядом. В то же время другой электрод, анод, собирает электроны, придавая ему отрицательный заряд. Ионы в электролите помогают облегчить этот процесс. Дисбаланс заряда между двумя электродами создает разность электрических потенциалов или напряжение. Если вы соедините клеммы в цепи, электроны, накопившиеся на аноде, будут течь через цепь обратно к катоду, создавая электрический ток.
Ваша собственная гальваническая свая
Вольта сделал свою батарею "Voltaic Pile" с элементами, состоящими из пропитанной соленой водой бумаги, зажатой между серебряным диском и цинковым диском. Он сложил этот базовый блок, чтобы создать батарею со значительным напряжением. Термин для таких базовых единиц - клетки. Подобный аккумулятор довольно легко сделать из предметов домашнего обихода. Вам понадобится пять пенни, выпущенных после 1982 года, картон или картон, соль, вода, изолента, наждачная бумага зернистостью 120 и два провода с зачищенными концами. Пенни, произведенные в 1983 году и позже, представляют собой цинковые диски с медным покрытием. Благодаря этому нам не нужны два разных типа металлических дисков, как это было с Volta.
Строительство батареи
Отшлифуйте одну сторону четырех монет до плоской цинковой поверхности. Растворите одну столовую ложку соли в стакане воды (помогает нагревание). Вырежьте из картона четыре диска размером примерно с пенни и погрузите их в соленую воду. Положите один пенни медной стороной вниз на стол и поместите на него пропитанный диск. Продолжайте штабелировать, чередуя пенни и пропитанные диски, причем неповрежденный пенни должен быть поверх последнего пропитанного диска. Удерживая один провод на первой монете, а другой на последней, оберните изолентой узел, чтобы скрепить его. Заклеивание всего устройства лентой препятствует испарению, продлевая срок службы батареи.
Использование батареи
Каждая ячейка, состоящая из цинковой стороны одного пенни, пропитанного диска и медной стороны другого пенни, вырабатывает около одного вольт. С четырьмя ячейками ваша батарея будет генерировать примерно четыре вольта. Вы можете проверить это с помощью мультиметра. Также достаточно четырех вольт, чтобы светодиод засветился ярко. Подключите короткий провод от светодиода к концу батареи, на которой есть исправный пенни. Это анод - отрицательный полюс аккумулятора.
Дальнейшие эксперименты
Практически любая комбинация двух разных металлов для электродов сделает батарею. Различные комбинации дают разные напряжения. Вы можете сделать батарею, похожую на батарею Вольта, сложив элементы из пропитанного соленой водой картона между двумя разными металлами. Идеи включают пенни и никель, пенни и алюминий (фольга или отшлифованные кусочки банок), пенни и оцинкованные шайбы, а также стальные шайбы без покрытия и алюминий.
