Батареї - це системи, які накопичують хімічну енергію, а потім виділяють її як електричну енергію, коли вони підключені до ланцюга. Батареї можуть бути виготовлені з багатьох матеріалів, але всі вони мають три основні компоненти: металевий анод, металевий катод та електроліт між ними. Електроліт - це іонний розчин, який дозволяє заряду протікати через систему. Коли підключено навантаження, наприклад, лампочку, відбувається реакція відновлення окиснення, яка вивільняє електрони з анода, тоді як катод отримує електрони (див. Посилання 1).
Акумулятори можуть бути надзвичайно простими. Картопля містить достатньо фосфорної кислоти, щоб діяти як електроліт, і ви можете використовувати її для виготовлення простої низьковольтної батареї. До зробити картопляну батарею, вам знадобиться шматок цинку, такий як оцинкований цвях, і шматок міді, наприклад мідний дріт або копійка. Вставте обидва предмети в картоплю і прикріпіть їх до будь-чого, що ви хочете живити, наприклад, годинника або світлодіодного світла. Цинк виконує роль анода, мідь - катода, і у вас є акумулятор. Він також буде працювати з лимонною кислотою в лимоні (див. Посилання 2 і 5).
Для виготовлення простого акумулятора вам не потрібно продукція. Однією з перших батарей, винайдених Алессандро Вольта, є вольтові палі. Це стос чергуються цинкових та мідних листів, відокремлених папером, змоченим у солоній воді або оцті, створюючи ряд тонких батарейних елементів. Підключення проводів зверху і знизу палі до навантаження завершує схему. Вироблена напруга обмежена, оскільки вага штабеля може з часом витиснути електроліт між найнижчих шарів (див. Посилання 3 і 5).
Якщо вам потрібно більше напруги, зробіть клітинку Даніеля, винайдену Джоном Фредріком Даніелем. Клітина Даніеля складається з мідної смужки в розчині сульфату міді та смужки цинку в розчині сульфату цинку. Сольовий місток з’єднує два розчини електроліту. Клітини можна з’єднати послідовно для вищих напруг. Як і у випадку з іншими простими батареями, цинк втрачає електрони, тоді як мідь отримує електрони (див. Посилання 4 і 5).
У комерційних батареях використовуються різні метали та електроліти. Аноди можуть бути виготовлені з цинку, алюмінію, літію, кадмію, заліза, металевого свинцю, лантаніду або графіту. Катоди можуть бути виготовлені з діоксиду марганцю, оксиду ртуті, оксигідроксиду нікелю, діоксиду свинцю або оксиду літію. Гідроксид калію - це електроліт, що використовується в більшості типів акумуляторів, але деякі батареї використовують хлорид амонію або цинку, тіонілхлорид, сірчану кислоту або оксиди металевих літію. Точне поєднання залежить від типу акумулятора. Наприклад, звичайні лужні батареї одноразового використання в якості електроліту використовують цинковий анод, катод з діоксидом марганцю та гідроксид калію (див. Посилання 6).