Как сделать аккумулятор своими руками
Есть множество способов сделать самодельные батарейки. К сожалению, большинство самодельных аккумуляторов либо бесполезны, либо потенциально опасны и сложны в изготовлении. Батареи из лимона и картофеля, как правило, очень слабые и требуют в качестве материала скоропортящегося органического растительного материала, в конструкцию свинцово-кислотных аккумуляторов входят высокотоксичные и едкие химикаты и т.д.
Эта батарея сделана из очень простых и доступных материалов, и обладает достаточной мощностью для работы устройств. Когда традиционные батареи недоступны эта батарея будет отличным аварийным источником электроэнергии. Кроме того, ее можно легко перезарядить практически от любого источника постоянного тока, она очень легкая и, в отличие от более распространенных алюминиево-воздушных батарей, не требует воздушного потока для работы.
Шаг первый: дизайн и теория
Принцип работы батарей основан на химической реакции, известной как окислительно-восстановительная реакция. В окислительно-восстановительной реакции одно вещество окисляется (теряет электрон), а другое восстанавливается (приобретает электрон). Довольно просто. Любая батарейка устроена схожим образом, в ней обязательны три элемента, между которыми происходит химическая реакция, в результате которой возникает электричество: электроды — анод, катод, и электролит.
В этой алюминиево-металлической батарее две половины батареи пропитаны физиологическим раствором и разделены специальной мембраной, пропускающей только ионы натрия и хлора. Алюминий с одной стороны начинает окисляться, в то же время как медь или сталь на противоположной стороне пытаются остаться стабильными.
В принципе любая батарейка или аккумулятор это две металлические пластины, помещенные в специальное химическое вещество – электролит. Одна пластина подключается к плюсу, вторая к минусу. Пока батарею не трогают, на ней остается стабильное напряжение, например, 3 или 9 В. Стоит подключить к батарейке нагрузку, лампочку, вентилятор, как от плюса к минусу потечет ток. Напряжение начнет падать и сразу же начнется окислительно-восстановительная реакция. Электроны начнут перетекать с отрицательной (-) пластины обратно на положительную, поддерживая тем самым разность потенциалов между ними.
Реакции бывают обратимыми (аккумулятор) и необратимыми (батарейка). Т.е. в батарейке реакция необратимая и ее нельзя зарядить, а в аккумуляторе обратимая и он заряжается. Если подключить аккумулятор к зарядному устройству, ток внутри него начинает течь в обратном направлении, то есть – от «+» к «-». И реакция в электролите также начинает идти в обратном направлении. В результате, продукт реакции разлагается на исходные вещества. Аккумулятор «заряжается»
Конечно, этот процесс не бесконечен и наступит момент, когда одна из пластин разрушится и химическая реакция больше не сможет проходить.
Шаг пятый: зарядка и проверка
Аккумуляторная батарея готова, но ее нужно зарядить. Можно использовать практически любой источник постоянного тока, если ток не слишком велик (до 5 А). Чтобы зарядить аккумулятор, нужно подключите анод к плюсу зарядного устройства, а катод к минусу. Во время зарядки ток начнет уменьшатся по мере того, как батарея набирает заряд. Это является хорошим признаком, и говорит о том, что батарея работает правильно. После зарядки нужно проверить аккумулятор мультиметром. Используя медный анод, мастер получил максимальное напряжение 1,44 В после скромного цикла зарядки. Максимальный ток, который он получил от батареи, был большим для такой самодельной батареи — 1.2 А. Для сравнения, лимонные или картофельные батареи обычно выдают в лучшем случае всего несколько миллиампер. Коммерческая батарея D-cell может выдавать ток более 5А.
Так же мастер провел тест, в котором сравнил свою батарею с настоящим D-элементом на 1,5 В. Обе батареи тестировались с небольшим двигателем постоянного тока. При этом измерялся ток и скорость вращения двигателя. И самодельная и промышленная батареи показали примерно одинаковые результаты.
Конечно, этот аккумулятор не идеален. Ионообменная мембрана по-прежнему пропускает некоторые растворимые соли меди на катодную сторону батареи, где они вступают в реакцию с образованием металлической меди и нерастворимых оксидов и гидроксидов меди. Кроме того, алюминиевый катод постепенно приходит в негодность, по сути, растворяется. Но, несмотря на это, батарея очень удобна и может быть легко собрана и использована людьми в экстремальной ситуации. Увеличивая размер батареи, и подключая несколько ячеек последовательно или параллельно, можно производить или хранить очень большое количество энергии с небольшими затратами.
Источник
Как сделать батарейку самостоятельно в домашних условиях
Электричество окружает современного человека постоянно. Но даже на этом фоне удивительно, что напряжение присутствует в обычных вещах и продуктах. С помощью них можно сделать простую батарейку в домашних условиях и подзарядить неэнергоемкое устройство, например, радио, фонарик или телефон.
Батарейка из лимона
Для того чтобы сделать батарейку из фрукта и подручных материалов, понадобятся следующие компоненты:
- лимон;
- стальной предмет;
- медный предмет;
- два изолированных провода.
Прежде чем приступить к созданию простой батарейки, необходимо зачистить стальной и медный предметы. Это можно сделать наждачкой.
Совет! В качестве стального предмета удобно использовать гвозди, они практически всегда есть в доме. В качестве медного можно использовать монетку номиналом 10 или 50 копеек.
Далее необходимо воткнуть их в лимон на расстоянии 3-2 см друг от друга. А к импровизированным контактам присоединить провода. Также их можно аккуратно воткнуть в плотную к контактам. Медный элемент будет выступать в качестве плюса, а стальной минуса.
Интересно! Вместо лимона также можно использовать яблоко. Но необходимо выбирать кислые плоды, так как это необходимо для реакции.
Самодельная батарейка на основе одного лимона или яблока может выдавать примерно 0.5-0.7 Вольт. Этого недостаточно для заряда простого мобильного или приемника. Если нужно напряжение от 3 до 5 Вольт, то вполне возможно это сделать. Нарастание происходит за счет увеличения количества плодов.
Важно! Лимоны можно заряжать для увеличения заряда. Например, при подключении к кроне или к зарядке мобильного.
Создание батарейки из лимона или яблока возможно благодаря химической реакции между медью и сталью. Протекает она под воздействием кислоты в плодах. Импровизированная батарейка не перестанет работать, пока из фруктов не уйдет кислота или контакты не растворятся.
Стеклянная емкость с электролитом
Подобная конструкция очень похожа на первую созданную батарейку. Для ее сборки понадобится:
- стеклянная емкость (стакан или банка);
- пластина цинка или алюминия;
- медная пластинка;
- провода;
- хлористый аммоний;
- вода.
Желательно, чтобы площади пластинок алюминия (анод) и меди (катод) были с ладонь. Это увеличит эффективность аккумулятора. К каждой пластинки припаять по проводу. После чего поместить их в банку таким образом, чтобы они не прикасались друг к другу. Также важно, чтобы пластинки были выше банки.
Для приготовления электролита необходимо смешать хлористый аммоний и воду. На 0.1 л жидкости брать 50 г порошка. После чего залить полученную смесь в банку. Также электролит можно сделать из серной кислоты. Раствор должен получится 20%.
Важно! При изготовлении электролита из серной кислоты необходимо вливать кислоту в воду. В противном случае вода вскипит от контакта с кислотой и обе жидкости от реакции будут разбрызганы. При работе с едким веществом необходимо надеть защитные очки и специальные перчатки.
Готовый раствор влить в банку до краев. При составлении таких нескольких элементов можно получить неплохой аккумулятор способный зарядить даже энергозатратное устройство. Данный элемент питания является аналогом солевой батареи, так как схож с ней по составу.
Батарейка из монет
Конструкцию из монет в качестве простейшего гальванического элемента также называют Вольтов столб. Для его изготовления понадобится:
- медные монеты (50 или 10 копеек);
- фольга;
- бумага;
- уксус или очень соленная вода.
Для красоты конструкции необходимо выбирать монеты одного номинала. Также перед экспериментом их ненадолго окунуть в уксус. Это устранит налет и загрязнения. После чего необходимо вырезать из бумаги и фольги элементы по форме монеток. Их количество должно быть на 2 меньше, чем монет.
Вольтов столб собирается так:
- Бумага смачивается в растворе уксуса или соленной воды и прикрепляется к монетке.
- Сверху на бумагу кладется круг из фольги.
- Далее кладется следующая монетка.
- Этапы повторяются пока не кончатся монеты в выбранном количестве.
- Конструкция должна получиться такой, чтобы с одного конца была монета (+) последним элементом, а с другого фольга (-).
Чем больше монет будет задействовано в эксперименте, тем больше выдаст батарейка напряжения. Важно понимать, что после эксперимента монеты не будут пригодны для использования. Элементы покрываются ржавчиной.
Заряд возникает из-за того, что помещенный между двумя металлами (фольга и монеты) электролит (уксус или солевой раствор) создает разницу потенциалов.
Батарейка в пивной банке
Для создания батарейки своими руками в пивной банке необходимо взять:
- алюминиевую банку;
- уголь от костра в виде крошки или пыли;
- свечка парафиновая;
- графитный стержень;
- соль и вода;
- пенопласт толщиной более 1 см.
Для начала необходимо отрезать у банки верхушку. После чего изготовить из пенопласта круг, подходящий ко дну банки. В круге необходимо проделать не сквозное отверстие для стержня. Пенопласт поместить на дно банки и воткнуть в него графит. Важно, чтобы стержень стоял ровно по центру банки. Пространство вокруг графитного стержня необходимо заполнить углем.
Важно! Стержень из графита не должен прикасаться к банке.
После чего остается сделать солевой раствор взяв 0.5 литра воды и 3 ст. ложки поваренной соли. Раствор помешать до тех пор, пока кристаллы не растворятся, лучше это делать в теплой воде. Залить электролит в банку и запечатать ее воском. Важно чтобы стержень из графита выглядывал за банку.
Провода подключать к графитовому стержню (катод, плюс), и корпусу банки из алюминия (анод, минус). Для того, чтобы получить напряжение в 3 Вольт, необходимо последовательно подключить не менее 2 банок. Полученной батарейкой можно привезти в действие лампочку, калькулятор и часы. Также их можно заряжать.
Батарейка из картофеля, соли и зубной пасты
Стоит отметить, что батарейка из картошки используется только один раз. Конструкция не рассчитана на многоразовое использование. С помощью нее можно разжечь огонь замыканием проводов.
Для изготовления батарейки своими руками понадобятся компоненты:
- крупная картошка;
- изолированные медные провода;
- зубная паста;
- зубочистки или тонкие щепки;
- поваренная соль.
Картофель необходимо разрезать по длине таким образом, чтобы получить максимально возможную площадь среза. В одной из частей картофеля необходимо сделать углубление с помощью ножа.
В него необходимо насыпать соль и смешать с зубной пастой. Смеси должно быть достаточно, чтобы она доставала до краев лунки. В итоге получится чаша из половинки картофеля, наполненная электролитом.
В другой половине овоща необходимо сделать два отверстия на таком расстоянии, чтобы они оба оказались над электролитом при соединении половинок. В эти отверстия нужно вставить медные провода, предварительно зачистив концы от изоляции на 1-2 см. Две половинки картофеля соединить вместе и закрепить зубочистками.
Необходимо подождать минимум 5 минут. После чего при помощи сведения проводов можно получить искру. Картофельная батарейка поможет устроить костер, поджигая легко воспламеняемые материалы.
Заключение
Все вышеописанные способы создания батареек не являются полноценными их заменителями. Но их вполне можно собирать ради интересного эксперимента для наглядной демонстрации работы и устройства гальванических элементов.
Источник