Нестандартные химические источники тока - 23 Июня 2016 - Блог

Главная » 2016 » Июнь » 23 » Нестандартные химические источники тока

20:44

Нестандартные химические источники тока

Велика Россия территориально, а со странами СНГ еще больше. И иногда оказывается чрезвычайно затруднительно в дороге сбегать в ближайший магазин за новым комплектом гальванических элементов. Хорошо оказывается когда это бывают десятки, а не сотни или даже тысячи километров. Вот в таких случаях следует знать экстремальные методы получения электрического тока. Одним из таких направлений являются нестандартные химические источники тока.

Известна так называемая "земляная батарея [1, 2]. Она дает ток в единицы миллиампер, правда в течении достаточно длительного времени.

Другой способ получения энергии электрического тока это использование гальванических пар с органическими электролитами [3].

Все эти источники микромощные. Существует возможность изготовить самостоятельно более мощный гальванический элемент на основе цинк-медной пары. Для этой цели используют стеклянную банку, в которую устанавливают медную спираль из провода по диаметру горловины. В центре находится цинковый электрод, который можно изготовить из остатков стаканчиков гальванических элементов, переплавив их в жестянке на огне газовой горелки, примуса или паяльной лампы. Расплавленную массу нужно залить в форму, которая может быть изготовлена из бумаги намотанной на круглый стержень или карандаш и проклеенной.

Остальное пространство в банке засыпается мелким речным песком, тщательно промытым и высушенным. В качестве электролита в такой элемент заливается немного насыщенного раствора поваренной соли (NaCl). Так чтобы песок был слегка влажным. Хорошо добавить в него чайную ложку сахарного песка. Это предохранит элемент от быстрого загрязнения и увеличит срок службы. Песочную массу нужно тщательно перемешать и заполнить ею все свободное пространство банки. элемент готов. Он имеет напряжение около 1 В и достаточно длительную работоспособность. Когда ток и напряжение снижаются это означает что элемент загрязнился. Его нужно разобрать, песок промыть, электроды отчистить до блеска и собрать элемент снова. Так может продолжаться до полного износа электродов. Для такого гальванического элемента электроды лучше всего подготовить заранее, поскольку медь и цинк на дороге не валяются.

Существует другая возможность. Это возможность использовать вышедшие из строя элементы с гальванической парой уголь-цинк и марганцевым деполяризатором. В этих элементах обычно заряд положительного электрода (имеется ввиду масса марганцевого деполяризатора) гораздо больше чем заряд отрицательного электрода (масса цинка). И поэтому элементы выходят из строя по мере износа цинкового стакана и высыхания электролита. А положительный электрод с марганцевым деполяризатором при этом может быть еще использован.

Для этого элемент разбирают, аккуратно очищая цилиндрическую поверхность от остатков цинкового отрицательного электрода и пастообразного электролита, стараясь не повредить бумажную диафрагму. Затем этот бумажный мешочек нужно промыть в воде. В результате остается угольный электрод с деполяризатором вокруг него и все это для прочности обернуто ионопроницаемой бумагой (мембраной).

Гальванический элемент представляет собой банку из стекла или из пластмассы в центр которой устанавливается угольный электрод с деполяризатором, а вокруг него расположен алюминиевый электрод в виде спирали. Для этого необязательно использовать провод. Это может быть и алюминиевая пластина, трубка и т.д. В этом случае электроды в сосуде должны быть расположены симметрично. Свободное пространство заполняется промытым и высушенным речным песком с аналогичным электролитом из поваренной соли. При работе такого элемента в песок следует воткнуть несколько соломинок, это улучшает его работу.

Такой источник тока способен при напряжении 0,6-0,8 В давать разрядный ток не менее 20-40 мА в течении многих часов. Ориентировочно 10-20 часов. В процессе работы алюминиевый электрод растворяется по реакции:

2Al+6H₂O= 2Al(OH)₃+3H_2,

и выделяет пузырьки газа. Как видно из уравнения - это водород. Поверхность алюминиевого электрода темнеет и происходит загрязнение песка и электролита гидроокисью алюминия.

Ныне промышленность выпускает большую номенклатуру гальванических элементов разного рода, в том числе и аккумуляторы. А еще 100 лет назад Эрнст Резерфорд, приступая к физическим экспериментам с использованием электричества был вынужден своими руками, самостоятельно изготавливать гальваническую батарею в качестве источника электрического тока.

Источники информации

1. Ф. Жариков. Приемник питается от земляной батареи". - Радио, 1962, 7.
2. В.Ногин, П.Усов. Приемники с питанием от "земляной батавреи". - Радио, 1963, 11, с. 48-49, 50.
3. С.Левченко. Экономичный радиоприемник с фиксированной настройкой.- Радио, 1990, 10, с. 78-81.

23.06.2016

Примечание: Экстремальные методы получения электрического тока и случаи, когда это потребовалось, тема интересная, но редкая. Может быть кто-то из читателей имеет что сказать по этому поводу. Милости просим на сайт или форум!