Комментарии 42
О! Если копнуть глубже, то возможны и железные гальванические элементы и аккумуляторы хлор-водород. Копать рекомендую в направлении книг и журналов 30 - 60 годов прошлого века, когда радиолюбительство походило на курс выживания на необитаемом острове в стиле Жюль-Верна.
Да, тоже напомнило, например 1925 год - http://archive.radio.ru/web/1925/07-08/024/ Там много номеров в архиве, было и про элементы в ящиках, насколько я помню.
И про многочисленные самодельные радиоэлементы.
На физическом уровне поляризация представляет собой покрытие поверхности положительного электрода большим количеством мелких пузырьков водорода
Чё? это вообще каким боком к поляризации? с каких это пор водород, да ещё в газообразном состоянии, стал проводником?
Появление пузырьков водорода на поверхности электрода приводит к вульгарному физическому блокированию поверхности электрода, уменьшению его эффективной площади и соответствующему снижению брутто-скорости реакции и скорости отдачи энергии. Чисто механическая причина.
Как было уже сказано, в качестве электролита используется желированный раствор следующего состава:
хлористый цинк — 0,5;
нашатырь — 1,0;
пшеничная мука — 1,0;
вода — 5,0.
Не, уж коли берётесь за описание процесса с претензией на то, что его можно воспроизвести - то описывайте точно. Нет такого вещества "нашатырь". Так в просторечии называют водный раствор аммиака. Который может иметь к тому же разную концентрацию, например, в аптеках обычно продаётся раствор с концентрацией 10%. Хлорид цинка - это какой? Количество указано в пересчёте на сухое вещество? он же жрёт влагу из воздуха как не в себя! И для желирования лучше использовать более подходящие реактивы, чем мука. Например, агар куда как лучше подойдёт, да и грязи (с химической точки зрения) в нём куда как меньше. И да - кипятить раствор аммиака, пусть и с дополнительными компонентами, и надеяться, что там что-то не улетит - это ну очень оптимистично.
Так что прежде чем списывать непонятно что непонятно откуда - попробуйте сами всё это проделать. К тому моменту, как хоть что-то получится, уже статью писать авось и расхочется.
Дальше даже читать не стал, сто пудов там такие же народные сказки.
По поводу поляризации: по крайней мере, в таком виде это описывается в литературе очень давних годов. Насколько я сам понимаю, здесь просто вы поняли в современном понимании поляризации, в те же года, под этим подразумевалось иное, а именно, как раз изоляция одного из электродов, о чём я и написал;-)
По поводу цинка и прочего: любительская литература обычно пишется для воспроизведения любителями, при этом информация сознательно упрощается и опускаются детали, - именно поэтому и в литературе-источниках отсутствует запрошенное вами. Кроме того, полагаю, что это связано, в том числе, и с тем, в каком виде эти реактивы были доступны для любителей в те года. Понимаю, что хотелось бы "больше, глубжее и научнее" :-)
в таком виде это описывается в литературе очень давних годов
Но мы-то живём не в те самые давние года... а если вам придёт в голову перепечатать так же кусок из книги 19 века, будете искать на клавиатуре еры да яти?
любительская литература обычно пишется для воспроизведения любителями, при этом информация сознательно упрощается и опускаются детали
... видимо, для того, чтобы не получилось воспроизвести?
Могу ещё предложить опубликовать аналогичным порядком какую-нибудь книжку по фотографии, годов пятидесятых, с рецептами проявителей - там непременно найдётся парочка составов, в которых применяется азотнокислый уранил. И можно будет похихикать над судьбой идиотов, которым придёт в голову попробовать собрать реактивы на такой рецептик.
Раствор аммиака - это нашатырный спирт. А нашатырь - это, если мне не изменяет память, хлорид аммония. Аммиак из него никуда особо не улетит, если кипятить без щелочи (хотя для появления характерной вони в горячий раствор достаточно даже мыла добавить - выделится мало, но носу и этого довольно)
Нашатырь - это совершенно официально принятое химическое название, и не нашатырного спирта, а хлорида аммония. Его раствор кипятить можно. Мне доводилось изготавливать штормгласс лет двадцать назад. Уже не помню, нужно ли было кипятить раствор, либо просто растворять в горячей воде, либо на водяной бане. Как сухое вещество, так и нагретый раствор аммиаком не пахнет, потому что ион аммония химически связан с хлорид-ионом.
Водород не проводит ток? - Да, не проводит. Но поляризация его пузырьками, тем не менее, существует. И это именно поляризация, и она даже способна давать энергию: топливный элемент.
В старинных рецептах по умолчанию указываются кристаллогидраты солей, потому что получение и хранение безводных солей более затратно и требует давно известной и доступной, но всё же несколько продвинутой технологии.
Нашатырь - это хлорид аммония. Водный аммиак это нашатырный спирт.
Водородная поляризация имеет две стороны. Во-первых, она да -- блокирует поверхность пузырьками, уменьшая площадь контакта. Во-вторых, она превращает медный (например) электрод -- в водородный. Потенциал его -- равен нулю, и ЭДС медно-цинкового элемента падает с 1,1 В до 0,76. С одновременным ростом внутреннего сопротивления из-за блокирования поверхности.
Проблема этого газового аккумулятора -- что он генерирует водород при зарядке. Не как побочный эффект, а by design, так сказать. Делать второй электрод из активированного угля, в общем-то, не обязательно -- он его все равно не держит. Да и хлор из него постепенно уходит.
Проблемы есть у всех хим. источников. Например, автомобильная АКБ тоже с водородом... Газовый простой и дешевый. Электролит менять надо, это в описании есть.
У автомобильной АКБ выделение водорода -- это в общем-то побочный процесс, который стараются сводить к минимуму, а успешное создание SLA-аккумуляторов говорит о том, что он вовсе не обязателен. А в газовом аккумуляторе на активированном угле водород выделяется в количестве, и сделать с этим ничего нельзя. На моль запасенного хлора выделится моль выбрасываемого за борт водорода. А это, между прочим, 286 килоджоулей! Львиная доля закаченной в аккумулятор при зарядке энергии! Так что он простой, дешевый и... плохой. Поэтому никто не использует данный тип аккумуляторов, кроме как в целях демонстрации идеи.
Почему - выбрасываемого? Разве он потом не участвует в токообразующей реакции?
По крайней мере в той конструкции, описание которой я читал, использовался активированный уголь на обеих электродах для запасания газов. Одной из проблем было названо поглощение углекислоты из воздуха (т.к. в заряженном аккумуляторе в электролите много щёлочи).
Водород при комнатной температуре и атмосферном давлении почти не сорбируется углем. Здесь мог быть гидридный электрод по типу, как в никель-металлогидридных аккумуляторах, но его здесь нет, и водород, не взаимодействуя при комнатной температуре с углем почти никак (ни химически, ни физически), просто выделяется на электроде в виде пузырьков и улетучивается. И даже если бы не улетучивался -- заставить его войти в реакцию непросто, если не применять платиновый катализатор.
Все это хорошо, но разве есть дешевый и хороший?
В данном случае выбор не между "дорогим и хорошим" и "дешевым и похуже". Тут по три рубля раки не просто маленькие, а протухшие. Газовый аккумулятор в описанном варианте -- нерабочий. Его можно сделать в школьном физическом кружке в качестве демонстрации того, как с помощью сорбции газов, выделяемых при электролизе, можно запасать электроэнергию. В этом смысле он превосходен: буквально на коленке можно получить конструкцию, которая реально заряжается и от нее горит лампочка. Но если попытаться его использовать, окажется, что на зарядку уходит в разы больше электричества, чем на разрядку, его нужно чуть ли не после каждого заряда-разряда мыть и перезаливать электролитом, куда-то надо девать кучу водорода, да и хлором от него несет. Плюс саморазряжается он буквально на глазах (в детстве я его делал по "Библиотечке пионера" -- буквально утром зарядил, вечером он уже севший). Кстати, побочный эффект у этой конструкции -- это то, что она неплохо работает, как ионистор. Максимальное напряжение с водным электролитом -- около 0,8 В, повысить его можно обработкой угля в парах двуокиси олова с последующим восстановлением прокаливанием в водороде.
Так тут как раз про то что можно сделать самому и просто. Я и начина с того, что вместо гальванического элемента лучше сделать этот аккумулятор.
Если уж говорить о том, что "можно сделать самому и просто", и при этом это было мало-мальски полезно -- то это, конечно, свинцово-поташный аккумулятор. Вот его вполне можно за неимением лучшего использовать для питания каких-либо маломощных приборов. Емкость у него, конечно, удручающе мала, а внутреннее сопротивление значительно выше, чем у классического свинцово-кислотного (издержка использования карбонатного электролита, да и от мешочной конструкции не получишь низкого внутреннего сопротивления), зато он реально неубиваемый и может, при условии регулярного доливания в него воды, прослужить несколько лет, что не то что для самоделки -- для заводского аккумулятора неплохо.
А элемент Калло хорош тем, что это конструкция практическая и практичная (в мире, где нет электросети и батареек в супермаркете). При необходимости он может длительное время работать непрерывно, "в режиме топки", при постоянном добавлении гранул цинка и медного купороса без разборки и остановки действия, в связи с чем использовался во времена оные на телеграфных станциях, где без остановки и отключения давал ток годами. Электролит его лишен летучести и едкости, напряжение практически не зависит от уровня разряженности, а только от нагрузки.
Что до газового аккумулятора -- то это типичная "действующая модель". Его можно сделать, можно продемонстрировать его работу и ее принцип -- но нельзя использовать на практике.
Ждем-с статью, про различные схемы получения электричества на основе улавливания радиоволн)
Ожидал что человек покажет что сделал, ан нет
А как же натурпродукт, экофрендли, возобновляемый...
О, пробовал сделать алюмино-медный элемент: в U-образной трубке, плотно забитой в нижней части тряпками, справа раствор медного купороса и в нём медная проволочка, а слева — что-то более-менее миролюбивое по отношению к алюминию и алюминиевая болванка.
Болванка при разомкнутой цепи плавает спокойно, а если соединить — начинает окисляться, а на другом конце нарастает медь (из купороса).
Получилась лютая фигня :) или вся теория из категории «информагентство ОБС», или у меня руки кривые :)
Кстати, а если взять два тонких свинцовых листа и тряпочку из какой-нибудь синтетики, можно сделать самодельный свинцово-кислотный аккумулятор с характеристиками хотя бы чуть выше плинтуса? Имеется в виду типичная для конденсаторов компоновка «электрод, тряпка, второй электрод, тряпка, свернуть в апфельштрудель, погрузить в электролит». Оно же вроде обретает плюс и минус в процессе заряда, нет?
Слой окиси нарастает долго и некачественно. Поначалу их так и делали, но потом перешли на обмазку готовой окисью как раз для ускорения процесса и количественного увеличения активной массы.
То есть для самоделки реально, но ёмкость будет сомнительная?
Скорость, понятно, нужна околонулевая — на окисление пластины будет дистиллированная вода расходоваться, то есть водород надо будет отводить. Из глубин тряпки это будет происходить очень медленно.
Меня в первую очередь беспокоит риск полного сжирания пластины в ходе эксплуатации :) в плоском листе же нет какой-то «сеточки» из более толстых несущих частей, которая есть в профильно-штампованной пластине серийного девайса :)
Жаль только, что всё это выглядит неплохо только при наличии доступа к запасам качественного цинка.
Выплавив "грязный" цинк из руды - получим большой саморазряд, как минимум.
Кстати, "естественно окисляющийся" элемент со свинцом - в первой или второй книжке?
хорошо бы статейку по топливным ячейкам, да под разное топливо... а то как то все мутно там...
после чего картонный диск заливается смесью воска и канифоли в пропорции 3:1.
y нас же это скрепный битум
Самодельные элементы питания