Изготовление влажно-клеточной батареи

Батарея - это устройство, вырабатывающее электрический ток посредством химической реакции. Хотя первые современные батареи были разработаны в 19 веке, есть некоторые свидетельства того, что сырые батареи с жидкими элементами были произведены в Месопотамии не менее 2000 лет назад. Как следует из названия, в аккумуляторной батарее с жидким электролитом используется среда, содержащая жидкий электролит, для запуска химической реакции. Например, в свинцово-кислотной батарее жидкий раствор электролита, содержащий 65 процентов воды и 35 процентов серной кислоты, находится в контакте с металлическими пластинами из свинца и оксида свинца. Когда батарея подключена, кислота связывается с пластинами в реакции, которая также пропускает электрический ток через подключенную цепь. Если аккумулятор может быть перезаряжен путем прохождения через него обратного тока, отделяющего кислоту от пластин, то это называется вторичной батареей или перезаряжаемой батареей. В противном случае, если он не перезаряжаемый, это первичный аккумулятор. Если вместо жидкого раствора в батарее используется пастообразный менее влажный материал, он называется сухим элементом.

Многие школьники делают элементарные батареи с жидкими элементами каждый год из повседневных ингредиентов, которые можно найти в любом доме. Раствор электролита - это любая обычная жидкость с ненейтральным pH, такая как сок цитрусовых (подойдет лимон или лайм), уксус для кислот или аммиак в качестве основания. Другими важными материалами для изготовления влажной ячейки являются два металла, каждый из которых теряет электроны с разной скоростью. Алюминиевая фольга, которая легко теряет электроны, становится отрицательной клеммой или анодом. Медный провод, которого нет, становится положительным выводом или катодом. Поместите эти два металла в жидкий электролит так, чтобы металл был открыт для соединения проводов цепи. Если металл соприкасается с выводами амперметра постоянного тока, регистрируется небольшой электрический заряд.

Простая батарея с жидкими элементами, сделанная школьниками, не очень мощная и не имеет большого практического применения. Но также из-за содержания жидкости мокрые батареи могут быть хрупкими и трудными для транспортировки. Кроме того, если они содержат едкие вещества, например кислоту, они могут быть опасными. Наиболее распространенными широко используемыми жидкостными батареями являются автомобильные батареи, содержащие раствор серной кислоты. Именно эта так называемая аккумуляторная кислота является наиболее опасным аспектом взлома пломбы или утилизации автомобильного аккумулятора. Мало того, что серная кислота может сильно обжечь кожу и выделять раздражающие пары, свинец, используемый для клемм батарей, также ядовит. Сегодня автомобильные аккумуляторы представляют собой разновидность влажного элемента, называемого гелевым элементом. В этих батареях раствор серной кислоты смешивается с диоксидом кремния для получения гелеобразного и неподвижного материала. В результате уменьшается вероятность коррозии аккумулятора или утечки опасного материала, если он будет перевернут или сломан в результате аварии. Он также длится дольше, так как гель не испаряется и его можно заряжать.