Как сделать соляную батарейку

Как легко сделать батарейку

Батарейка является химическим источником электрического напряжения. Все имеющиеся в продаже элементы питания имеют похожие принципы действия. Положительный вывод изделия изготавливается из марганца или лития, отрицательный – из цинка или алюминия. Собрать батарейку своими руками можно из простых материалов.

Самодельная батарейка из подручных средств

Изготовить элемент питания можно из материалов, свойства которых похожи на характеристики используемых в промышленных условиях веществ.

Из лимона

В роли электролита выступает кислота, содержащаяся в соке фрукта. Электроды делают из тонкой проволоки, гвоздей или игл. Железный элемент является анодом, медный – катодом. Лимон разрезают пополам и помещают в небольшую емкость (банку или стакан). Провода соединяют с электродами, зачищенные концы вводят в мякоть фрукта на расстоянии 1 см друг от друга.

С помощью мультиметра измеряют напряжение, подаваемое самодельным гальваническим элементом. Если оно недостаточно высокое, несколько лимонных батарей соединяют последовательно.

Банка с электролитом

Используя этот метод, можно собрать устройство, напоминающее первый в мире аккумулятор. Электроды изготавливают из меди и алюминия. Элементы должны иметь большую площадь. Алюминиевый электрод соединяют с проводом с помощью зажима или болта, медный – припаивают. Детали погружают в банку на небольшом расстоянии друг от друга. Для фиксации применяют крышку с отверстиями. В качестве электролита используют такие составы:

Раствор наливают в стеклянную емкость так, чтобы расстояние до краев банки составляло не менее 2 мм. С помощью мультиметра замеряют сопротивление и вычисляют нужное количество батарей. Принцип действия самодельного элемента сходен с таковым у солевого источника питания.

Медные монеты

Электроды изготавливают из алюминия и меди, в качестве электролита используют уксусную кислоту 9%. Монеты очищают от загрязнений, выдерживая в уксусе. Из картона и фольги вырезают кружки. Картонные изделия вымачивают в растворе уксусной кислоты, они должны впитать электролит. Из кружков и монет выкладывают столбик.

Первой кладется картонная деталь, второй – из фольги, третьей – монета. К крайним элементам заранее подсоединяют провода. Вместо пайки кабели можно прижать к металлическим деталям и заклеить скотчем. При эксплуатации батарейки монета становится непригодной. Не стоит изготавливать источники питания из ценных изделий.

Батарейка в пивной банке

Отрицательным выводом является корпус алюминиевой емкости, положительным – графитовый стержень. Также потребуются угольная пыль, пенопласт, вода, парафиновые свечи и соль. Верх банки снимают, из пенопласта вырезают кружок, который вставляют в емкость. Заранее проделывают отверстие для стержня. Последний устанавливают в центральной части банки. Оставшееся пространство заполняют угольной пылью. Материал пропитывают водным раствором соли (3 ст. л. продукта на 0,5 л воды). Края банки заливают парафином.

Картошка, соль и зубная паста

Батарейка из картошки предназначена для разового использования. Ее применяют для получения искры путем замыкания проводов. Для изготовления элемента потребуется крупная картофелина, изолированные медные кабели, соль, деревянные палочки и зубная паста. Сборку выполняют так:

Пошаговая инструкция по изготовлению батарейки

Элементы питания цилиндрической формы высотой 50 мм легко изготавливаются в домашних условиях.

Необходимые материалы и инструменты

Перед началом опыта подготавливают такие материалы и инструменты:

Зачистка шайб

В основе самодельного элемента питания лежит 11 медно-цинковых шайб, выдающих напряжение в 0,15 В. Детали должны участвовать в химических реакциях, поэтому их очищают наждачной бумагой. В результате получают ровную блестящую поверхность.

Подготовка электролита

Металлы создают электрический ток, однако для его проведения нужна среда. Электролит изготавливают из 120 мл воды, 4 ст. л. соли и 30 мл уксусной кислоты. Ингредиенты перемешивают и настаивают в течение часа.

Работа с картоном

Для формирования нужного расстояния между шайбами выкладывают кружки, вырезанные из гофрокартона. После нарезания материал пропитывают подготовленным на прошлом этапе раствором.

Растягивание трубки

Перед размещением медно-цинковых шайб трубке придают нужный диаметр. С помощью иглогубцев изделие растягивают на 10% от изначального размера.

Тестирование устройства

На медную шайбу накладывают пропитанный электролитом картон. Мультиметр переводят в режим постоянного напряжения. Черный провод подсоединяют к медной детали, красный – к цинковой. На экране прибора должно появиться значение 0,05-0,15 В. Этого достаточно для создании элемента питания из 11 токопроводящих компонентов.

Итоговая сборка батарейки

Элементы укладывают с соблюдением последовательности: медь – цинк – кусок картона. Каждую деталь выставляют перпендикулярно оси трубки. Для удобства шайбы вдавливают тонким стержнем. Установив последнюю деталь, самодельную батарейку сравнивают с заводской. При необходимости вводят дополнительную шайбу из цинка. Трубку прогревают, создавая подобие батарейки. Излишки удаляют.

Монтаж контактов

Прогретым паяльником приваривают к концам полученной конструкции точки из припоя. При установке в гнездо напаянные детали должны касаться контактов держателя батареи.

Источник

Солевая батарейка

Сделайте солевую батарейку своими руками!

Проведите этот опыт с нашей подпиской!

Этот эксперимент, как и Жидкие провода, входит в набор Солевая батарейка. Подпишитесь и получите всё, что понадобится для проведения этого эксперимента дома.

Реагенты

Безопасность

Часто задаваемые вопросы

Все эти предметы должны плотно сидеть в трубке. Не надо бояться надавить посильнее! Вы также можете взять другой графитовый электрод или ватный цилиндр или обратиться к взрослому за помощью!

Убедитесь, что болт прикасается к металлической лапке, а графитовый электрод с другого конца батарейки — к металлической пластинке в часовом механизме.

Если вы собрали две батарейки и с помощью держателя подключили их к светодиоду, а он почему-то не загорается — не беспокойтесь! Скорее всего, это легко поправить.

Во-первых, попробуйте переподключить провода. Через светодиод электрический ток может проходить только в одном направлении. Убедитесь, что крокодилы подсоединены к металлу, а не к изоляционному материалу.

Теперь проверьте все соединения: компоненты электрической цепи должны быть надежно соединены. Болт должен касаться пружинок в держателе, а графитовые электроды в противоположных концах батареек — металлических частей в корпусе держателя. Наконец, проверьте, чтобы провода были крепко подсоединены к светодиоду и держателю.

Если ничего из этого не помогло, подключите другой светодиод или соберите новую батарейку.

Мы не советуем подключать к светодиоду из набора обычные батарейки. Светодиод может перегреться или светиться с перебоями.

Другие эксперименты

Пошаговая инструкция

Смешайте оксид марганца(IV) MnO₂ с графитом C. MnO₂ будет перетягивать электроны от цинка Zn, а графит будет проводником электронов по смеси.

Вставьте графитовый электрод в силиконовую трубку, которая послужит корпусом для батарейки.

Высыпьте немного смеси оксида марганца(IV) MnO₂ и графита C в трубку.

Вставьте ватный цилиндр в трубку и смочите его раствором хлорида аммония NH₄Cl. Затем закройте батарейку оцинкованным болтом.

Одной этой батарейки будет достаточно, чтобы часы заработали! Украсьте циферблат рисунком на свой вкус.

В отличие от раствора NH₄Cl, часовой механизм электроны через себя. Это путешествие электронам нужно будет «отработать»: именно благодаря им и крутятся шестеренки часов. По похожему принципу работают все электрические устройства.

ы можете собрать вторую батарейку, повторив шаги 2–5, и использовать их обе, чтобы зажечь светодиод.

Утилизация

Твердые отходы эксперимента и реагенты утилизируйте вместе с бытовым мусором. Растворы слейте в раковину и затем тщательно промойте ее водой.

Что произошло

Как работают солевые батарейки?

Такие батарейки (также известные как марганцево-цинковые элементы или элементы Лекланше) являются химическими источниками электрического тока благодаря происходящей в них окислительно-восстановительной реакции (ОВР). Реакция происходит между оксидом марганца(IV) MnO₂ и цинковым порошком Zn. В такой реакции происходит перемещение электронов от одного участника реакции (восстановителя) к другому (окислителю).

Наша батарейка поделена на две части, разделенные ватой: в одной части находится окислитель MnO₂, а в другой — восстановитель Zn. Когда батарейка ни к чему не подключена, эти разделенные вещества не могут взаимодействовать друг с другом. Но как только мы подключаем крокодилы к светодиоду, цепь замыкается и начинается реакция: электроны переходят от цинка к марганцу. Они проходят от болта сквозь пружинки, затем по черному проводу к светодиоду (который загорается!) и продолжают свой путь по красному проводу и графитовому электроду к части батарейки с оксидом марганца(IV) MnO₂.

Зачем нужен графитовый порошок?

Батарейка работает только тогда, когда у электрического тока нет препятствий. Поэтому все компоненты внутри батарейки должны хорошо проводить электричество.

В отличие от графита, оксид марганца(IV) MnO₂ сам по себе плохой проводник, но вот смесь MnO₂ и графитового порошка является достаточно хорошим проводником для такой батарейки.

Зачем нужен раствор NH₄Cl?

По мере того как электроны переходят от цинка к оксиду марганца(IV), в последнем создается избыток электронов и наоборот, у цинка возникает нехватка электронов. Это всё необходимо сбалансировать, чтобы батарейка надежно работала продолжительное время.

А вот хлорид-ионы Cl − решают проблему нехватки электронов у цинка.

Это интересно

Из чего сделаны обычные батарейки?

Батарейки могут иметь разную структуру, но по большей части всё зависит от электролита. Как мы уже знаем, в состав солевых батареек входит хлорид аммония NH₄Cl — соль, которая и дала этому типу бытовое название. А вот алкалиновые (щелочные) батарейки содержат щелочь, а точнее гидроксид щелочного металла (лития, натрия или калия). Причем гидроксид калия KOH используют чаще всего. Кстати, алкалиновые батарейки работают дольше, чем солевые.

Обратите внимание на маркировку корпуса — обычно это одна-две буквы и цифры. Если видите букву R, значит батарейка солевая, а если LR, то алкалиновая. Литиевые батарейки помечают буквами CR. Ну а если там SR или PR, значит вам повезло найти редкую серебряную или воздушно-цинковую батарейку! Идем дальше. Рядом с буквой увидите одну или две цифры — так производители обозначают форму и размер. На «пальчиковых» батарейках (АА) пишут 03, а на «мизинчиковых» (ААА) пишут 6. Например, у щелочной батарейки AA будет маркировка LR03.

Вообще, солевыми батарейками можно зарядить любое устройство. Вот только маленькой батарейки не хватит, чтобы зарядить, скажем, холодильник или стиральную машину. Зато фонарики, игрушечные машинки, наручные и комнатные часы солевым батарейкам вполне по силам!

Солевой батарейкой, которую мы собрали, можно зарядить светодиодный фонарик, наручные часы или небольшой калькулятор. Для исправной работы таким устройствам нужно совсем немного электричества.

Энергии, которую дает батарейка, похожая на нашу, обычно достаточно для 2–3 часов непрерывной работы светодиода. А если постараться и собрать ее с особой точностью, заряда хватит на целых 10–12 часов!

С точки зрения химии, эти батарейки абсолютно одинаковые! Основное различие лишь в структуре. В магазинной солевой батарейке более тонкие окислительные (MnO₂) и восстановительные (Zn) слои. А еще у нее бо́льшая поверхность мембраны (в нашем случае — ватный цилиндр). В отличие от нашей, такая батарейка дает более сильное напряжение и может заряжать больше устройств, например мощный фонарик, ТВ-пульт, игрушку, компьютерную мышь. Кроме того, такая батарейка герметична, а значит из нее не будет испаряться электролит (раствор хлорида аммония NH₄Cl). Кстати, если бы не это испарение, наша батарейка служила бы дольше.

Подпишитесь на наборы MEL Chemistry и проведите эти опыты у себя дома!

Источник

Как сделать металло-воздушную батарею на соляном растворе

Одним из авторов под псевдонимом «Oborotez» был предложен вариант, как можно сделать простейшую и мощную батарею, которая может работать на соляном растворе. От такой батареи можно зарядить мобильный, включить радио, осветительные приборы и многое другое. Знание принципа работы такой батареи точно никогда не помешает тем, кто занимается туризмом.

Материалы и инструменты для создания батареи:
— металлы для создания гальванической пары (магний и медь);
— поваренная соль;
— вода;
— корпус от старого аккумулятора;
— сода;
— тиски;
— ножовка;
— мультиметр;
— светодиоды и другие потребители для проверки батареи.

Шаг первый. Подготовка корпуса
В качестве корпуса для новой батареи автор использовал пластиковый корпус аккумулятора от скутера. Старые аккумуляторы можно забесплатно взять в тех местах, где занимаются ремонтом скутеров. В первую очередь с аккумулятора нужно аккуратно слить кислоту. При этом нужно быть крайне осторожным, так как при попадании на кожу кислота вызывает ожог. Чтобы нейтрализовать кислоту используют соду. Также в конце процедуры лучше всего помыть руки водой с растворенной содой.

Что касается магния, то здесь все немного сложнее. Сталь, с высоким содержанием магния можно найти в старых немецких авто, также много магния содержится в корпусе двигателя автомобиля «Запорожец». Если таковых элементов не имеется, то отлично подойдут элементы от Водогреек. Их еще называют Магниевые аноды.

От анодов нужно отрезать лишние штыри, а сами аноды разрезать на де части, в итоге из трех анодов получится шесть небольших.

Шаг третий. Сборка батареи
Теперь нужно взять медную проволоку и смять ее так, как на картинке. Чем больше будет проволоки, тем больше будет площадь контакта, и как следствие выше сила тока. Далее медная проволока подключается последовательно с магниевыми анодами и укладывается в отсеки корпуса аккумулятора. При этом медь будет образовывать положительный потенциал, а магний отрицательный. На заключительном этапе емкость заливается соленой водой. Если вода будет теплой, это хорошо, так как сила тока при этом также возрастет.

Источник

Посолил, поперчил – электричество получил!

— Металло-воздушные АККУМУЛЯТОРЫ известны в мире уже не один десяток лет, рассказывает ученый НПО «Квант» Сергей Кириллович Бычковский.

В контейнер с жидким электролитом (раствором обычной пищевой соли) погружены две пластины-электроды. Анод – металлическая пластина, из алюминия или магния, и катод – сложная пористая углеродная нано-структура. При этом катод образует собой одну из стенок батареи, и обладает необычным свойством – пропускает внутрь необходимый для работы батареи воздух, но не выпускает наружу электролит! В процессе работы металл анода постепенно растворяется до полного исчезновения, превращаясь в гидрооксид и водород. Таким образом, в результате электрохимического растворения металлического анода в батарее генерируется электроэнергия.

Чтобы запустить батарею, нужно ее открыть, налить в нее солевой раствор и опустить аноды, закрепленные на крышке. Буквально через несколько секунд пойдет ток.

Источник тока работает, пока аноды полностью не растворятся. На одном комплекте анодов батарея, размером с автомобильный аккумулятор способна около суток непрерывно выдавать ток 10 ампер при напряжении 12 вольт. (При прерывистом потреблении – гораздо дольше)

Этого хватит для работы освещения, зарядки и питания разной аппаратуры и многого другого в каком-нибудь автономном лагере – военных, спасателей, рыбаков, егерей. После чего нужно просто установить новые аноды, вылить отработанный электролит и залить соленую воду снова. Причем, выливать электролит можно. прямо в реку или озеро – при использовании алюминиевых или магниевых анодов он экологически безвреден! Нечто подобное люди даже. употребляют внутрь – аналогичный состав у альмагеля, известного желудочного лекарства!

ПОЧЕМУ БАТАРЕЯ ОКАЗАЛАСЬ НИКОМУ НЕ НУЖНА?

В НИИ изготовили батарею, взяли большую четырехвесельную лодку, псковский лодочный электромотор (в советское время производился такой!), и всей лабораторией отправились кататься на водохранилище. Батарея показала себя, как нельзя лучше. После чего один из сотрудников лаборатории, заядлый рыбак, взял с собой несколько таких источников тока в многодневную поездку на озеро Селигер – для освещения лагеря, питания лодочного мотора и прочих целей. Это тестирование должно было подтвердить достигнутый успех, но все пошло не так, как ожидалось.

Рыбак вернулся из поездки злой и недовольный, с твердым убеждением. что такие источники тока обычным людям не нужны! Лабораторное конструирование и реальная, «полевая» эксплуатация, как выяснилось, две большие разницы.

Источник