Cîhana pîlê - beş 3

Dîroka bataryayên nûjen di sedsala nozdehan de dest pê dike, û piraniya sêwiranên ku îro têne bikar anîn ji vê sedsalê derdikevin. Ev rewş, ji hêlekê ve şahidiya ramanên hêja yên zanyarên wê demê dike, û ji hêla din ve jî dijwariyên ku di pêşkeftina modelên nû de derdikevin holê.

Çend tişt ew qas baş in ku nikanin li ser wan çêtir bibin. Ev qaîde ji bo bataryayên jî derbas dibe - modelên sedsala XNUMX-an gelek caran hatine paqij kirin heya ku ew forma xweya heyî girtin. Ev jî derbas dibe Hucreyên Leclanche.

Girêdana çêtirkirinê

Sêwirana kîmyayê fransî hate guherandin Karl Gasner nav modelek bi rastî bikêrhatî: çêkirinê erzan û karanîna ewledar. Lêbelê, dîsa jî pirsgirêk hebûn - pêlava zinc a elementê di têkiliya bi elektrolîta asîdî ya ku kasê dagirtî de xera bû, û rijandina naverokên êrîşkar dikaribû amûra hêzdar neçalak bike. Biryar bû amalgamation rûxara hundurê laşê zinc (pêla merkûr).

Amalgama zinc bi pratîkî bi asîdan re reaksiyonê nake, lê hemî taybetmendiyên elektrokîmyayî yên metala paqij digire. Lêbelê, ji ber rêzikên jîngehê, ev rêbaza dirêjkirina jiyana hucreyan her ku diçe kêmtir tê bikar anîn (li ser hucreyên bê mercur, hûn dikarin nivîsê an jî) bibînin (1).

2. Plansaziya hucreya alkaline: 1) doz (rêya katodê), 2) katoda ku dioksîta manganezê heye, 3) veqetandina elektrodê, 4) anoda ku KOH û toza zinc dihewîne, 5) termînala anodê, 6) girtina hucreyê (insulatorê elektrodê) . .

Rêyek din ji bo zêdekirina dirêjahiya hucreyê û jiyanê zêdekirin e chloride zinc ZnCl₂ ji bo pasteya dagirtina kasa. Hucreyên vê sêwiranê bi gelemperî wekî Heavy Duty têne binav kirin û (wek ku nav diyar dike) têne sêwirandin ku ji bo amûrên zexm ên enerjiyê hêzdar bikin.

Serkeftinek di warê bataryayên yekcar de avakirina di sala 1955-an de bû hucreya alkaline. îcada endezyarê Kanadayî Lewis Urry, ku ji hêla pargîdaniya heyî ya Energizer ve tê bikar anîn, xwedan avahiyek piçûk ji ya şaneya Leclanchet heye.

Pêşîn, hûn ê li wir katodek grafît an kasa zinc nabînin. Her du elektrod di forma pasteyên şil û veqetandî de têne çêkirin (qelewker û reagent: katod ji têkelek dîoksîta manganez û grafît, anoda toza zinc bi tevliheviya hîdroksîdê potasyum pêk tê), û termînalên wan ji metal têne çêkirin ( 2). Lêbelê, reaksiyonên ku di dema operasyonê de çêdibin pir dişibin yên ku di hucreya Leclanchet de çêdibin.

Karekî. Li ser şaneyek alkaline "otopsiya kîmyewî" bikin da ku hûn bibînin ku naverok bi rastî alkalîn e (3). Bînin bîra xwe ku heman tedbîr ji bo jihevxistina hucreya Leclanchet jî derbas dibin. Ji bo ku meriv çawa şaneyek alkaline nas bike li qada Koda Pîlê binêre.

3. "Beşa" şaneya alkaline naveroka alkali piştrast dike.

pîlê Homemade

4. Bataryayên Ni-MH û Ni-Cd yên navxweyî.

Hucreyên ku dikarin piştî karanîna ji nû ve werin şarj kirin ji destpêka pêşkeftina zanista elektrîkê ve armanca sêwiranan bûne, ji ber vê yekê gelek celebên wan hene.

Heya nuha, yek ji wan modelên ku ji bo hêzkirina alavên piçûk ên malê têne bikar anîn ev in bataryayên nîkel-kadmium. Prototîpa wan di sala 1899-an de dema ku dahênerekî swêdî ew kir xuya bû. Ernst Jungner ji bo patentek ji bo pîlê nîkel-kadmium ku dikare bi bataryayên ku berê di pîşesaziya otomotîvê de bi berfirehî têne bikar anîn re pêşbaziyê bike serlêdan kir. pîlê acid lead.

Anoda hucreyê kadmium e, katod pêkhateyek nîkelê ya sêvalent e, elektrolît çareseriyek hîdroksîdê potassiumê ye (di sêwiranên "hişk" ên nûjen de, pasteyek şil a qalindkeran ku bi çareseriyek KOH têrkirî ye). Pîlên Ni-Cd (ev binavkirina wan e) xwedan voltaja xebitandinê ya bi qasî 1,2 V e - ev ji ya hucreyên yekcar kêmtir e, ku, lêbelê, ji bo pir serlêdanan ne pirsgirêk e. Feydeya mezin şiyana vexwarina herikînek girîng (tewra çend amper) û cûrbecûr germahiya xebitandinê ye.

5. Beriya barkirinê hewcedariyên ji bo cûreyên cûda yên bataryayê kontrol bikin.

Kêmasiya bataryayên nîkel-kadmium "bandora bîrê" ya giran e. Ev diqewime dema ku pir caran bataryayên Ni-Cd yên qismî dakêşandî ji nû ve dadigirin: pergal mîna ku kapasîteya wê tenê bi barkirina ku ji nû ve şarjê ve tê dagirtin wekhev tevdigere. Di hin celeb şarjkeran de, "bandora bîranînê" dikare bi şarjkirina şaneyan di moda taybetî de kêm bibe.

Ji ber vê yekê, bataryayên nîkel-kadmiumê yên dakêşandî divê di çerçoveyek tevahî de werin barkirin: pêşî bi tevahî bêne dakêşandin (bi karanîna fonksiyona şarjê ya guncav) û dûv re jî werin barkirin. Barkirina pir caran jîyana texmînkirî ya 1000-1500 cycles kêm dike (ku gelek şaneyên yekcar dê di heyama jiyana wê de bi yek pîlê werin guheztin, ji ber vê yekê lêçûna kirînê ya bilind dê çend caran ji bo xwe bide, nebêje ku pir kêmtir tansiyona li ser pîlê ). jîngeha bi hilberandin û avêtina şaneyan).

Hêmanên Ni-Cd yên ku kadmiyûmê jehrîn dihewîne hatine guheztin bataryayên hîdroîdê nîkel-metal (navdêra Ni-MH). Avaniya wan dişibihe bataryayên Ni-Cd, lê li şûna kadmiumê, aliyoyek metalî ya porez (Ti, V, Cr, Fe, Ni, Zr, metalên erdê yên kêm) bi şiyana girtina hîdrojenê tê bikar anîn (4). Voltaja xebitandinê ya hucreya Ni-MH jî bi qasî 1,2 V ye, ku dihêle ku ew bi hevûdu bi bataryayên NiCd re werin bikar anîn. Kapasîteya şaneyên Nîkel Metal Hîdrîd ji ya şaneyên Nîkel Kadmiyûmê yên bi heman mezinbûnê mezintir e. Lêbelê, pergalên NiMH-ê zû zû xwe davêjin. Jixwe sêwiranên nûjen hene ku xwedan vê kêmasiyê ne, lê ew ji modelên standard pir zêdetir lêçûn in.

Pîlên hîdrora nîkel-metal "bandora bîrê" nîşan nadin (hucreyên ku bi qismî veqetandî dikarin ji nû ve werin şarj kirin). Lêbelê, her gav hewce ye ku meriv hewcedariyên barkirinê yên her celebî di rêwerzên bargiran de (5) kontrol bike.

Di mijara bataryayên Ni-Cd û Ni-MH de, em jihevxistina wan pêşniyar nakin. Ya yekem, em ê di wan de tiştek bikêr nabînin. Ya duyemîn, nîkel û kadmium hêmanên ewle ne. Bêhewce xetereyan negirin û dev jê berdin pisporên perwerdekirî.

Padîşahê akumulatoran, yanî...

6. "Padîşahê bataryayên" li ser kar.

… Bataryaya asîdê, di sala 1859 de ji hêla fîzîknasek fransî ve hatî çêkirin Gaston Plantego (erê, erê, cîhaz dê îsal bibe 161 salî!). Elektrolîta bataryayê bi qasî 37% çareseriya asîda sulfurîk (VI) ye, û elektrod lîber (anod) û lîber in ku bi qatek dîoksîta serpê PbO ve hatine pêçandin.₂ (katod). Di dema xebatê de, li ser elektrodê baranek ji sulfate (II) (II) PbSO pêk tê.₄. Dema barkirinê, yek hucreyê voltaja ji 2 volt zêdetir heye.

pîlê lead di rastiyê de hemî dezawantajên wê hene: giraniya girîng, hesasbûna ji dakêşanê û germahiya nizm, hewcedariya hilanîna di rewşek barkirî de, xetera rijandina elektrolîtê ya êrîşkar û karanîna metala jehrîn. Wekî din, ew bi baldarî destwerdan hewce dike: kontrolkirina dendika elektrolîtê, lê zêdekirina avê li jûreyan (tenê distilkirî an deionîzekirî bikar bînin), kontrola voltaja (Daketina binê 1,8 V di yek odeyê de dibe ku zirarê bide elektrod) û moda barkirinê ya taybetî.

Ji ber vê yekê çima avahiya kevnar hîn jî tê bikar anîn? "Padîşahê Accumulatoran" xwediyê taybetmendiyek serwerek rastîn e - hêz. Xerca niha ya zêde û karbidestiya enerjiyê ya bilind heya %75 (ev mîqdara enerjiya ku ji bo barkirinê tê bikar anîn dikare di dema xebitandinê de were vegerandin), û her weha sêwirana hêsan û lêçûna kêm a hilberînê, tê vê wateyê ku pîlê lead Ew ne tenê ji bo destpêkirina motorên şewitandina hundurîn, lê di heman demê de wekî hêmanek dabînkirina hêza acîl jî tê bikar anîn. Tevî dîroka 160 salan, bataryaya serpê hîn jî baş dimeşe û ji hêla cûreyên din ên van amûran ve nehate cîbicîkirin (û bi wê re, lîba bixwe jî, ku bi saya pîlê yek ji wan metalên ku di mîqdarên herî mezin de têne hilberandin) de cîh negirtiye. . Heya ku motorîzasyona li ser motorên şewitandina hundurîn pêşkeftina xwe bidomîne, belkî dê pozîsyona wê nekeve xetereyê (6).

Dahêneran dev ji hewldana afirandina berdêlek ji bo pîlê-asîdê bernedan. Hin model populer bûne û îro jî di pîşesaziya otomotîvê de têne bikar anîn. Di dawiya sedsalên nozdehan û bîstan de, sêwiran hatin afirandin ku tê de çareseriya H nehat bikar anîn.₂SO₄lê elektrolîtên alkalîn. Nimûneyek batarya nîkel-kadmium a Ernst Jungner e ku li jor hatî xuyang kirin. Di sala 1901 de Thomas Alva Edison sêwirana xwe guhert ku li şûna kadmium hesin bikar bîne. Li gorî bataryayên asîdê, bataryayên alkaline pir siviktir in, dikarin di germahiyên nizm de bixebitin û hilgirtin ne ew qas dijwar in. Lêbelê, hilberîna wan bihatir e, û karbidestiya enerjiyê kêmtir e.

Ji ber vê yekê, paşê çi ye?

Bê guman, gotarên li ser bataryayên pirsan tine nakin. Ew nîqaş nakin, wek nimûne, hucreyên lîtiumê, di heman demê de bi gelemperî ji bo hêzkirina amûrên malê yên wekî hesabker an jî motherboardên komputerê têne bikar anîn. Hûn dikarin di gotara Çile de li ser Xelata Nobelê ya Kîmyayê ya sala borî, û di beşa pratîkî de - di mehekê de (tevî hilweşandin û ezmûnê) li ser wan bêtir fêr bibin.

Ji bo hucreyan, nemaze bataryayên perspektîfên baş hene. Dinya her ku diçe bêtir mobîl dibe, ku tê vê wateyê ku pêdivî ye ku meriv ji kabloyên elektrîkê serbixwe bibe. Temînkirina dabînkirina enerjiyê ya bikêr ji bo wesayîtên elektrîkê jî pirsgirêkek mezin e. - da ku ew karibin di warê karîgeriyê de jî bi otomobîlên bi motora şewata navxweyî re pêşbaziyê bikin.

pîlê akumulator

Ji bo hêsankirina nasîna celebê hucreyê, kodek alphanumerîkî ya taybetî hate destnîşan kirin. Ji bo cureyên ku herî zêde di malên me de ji bo amûrên piçûk têne dîtin, forma hejmar-tîp-tîp-hejmar heye.

Û erê:

- hejmara yekem hejmara hucreyan e; ji bo hucreyên yekane paşguh kirin;

- tîpa yekem tîpa şaneyê nîşan dide. Dema ku ew winda dibe, hûn bi girêdana Leclanche re mijûl dibin. Cûreyên hucreyên din bi vî rengî têne navnîş kirin:

C - hucreya lîtium (cureya herî gelemperî),

H - Battery Ni-MH,

K - Pîlê nîkel-kadmium,

L - hucreya alkaline;

- Tîpa jêrîn şiklê girêdanê nîşan dide:

F - plakaya,

R - silindirîk,

P - binavkirina giştî ya girêdanên ku ji bilî cylindrîkê şeklê wan hene;

- jimar an hejmarên paşîn mezinahiya girêdanê destnîşan dikin (nirxên katalogê an rasterast pîvanan destnîşan dikin) (7).

7. Pîvana hucre û bataryayên populer.

Nimûneyên nîşankirinê:

R03
- şaneyek zinc-grafît bi qasî tiliyek piçûk. Navnîşanek din AAA an e.

LR6 - şaneyek alkaline bi qasî tiliyek. Navnîşanek din AA an e.

HR14 - Battery Ni-MH; herfa C jî ji bo nîşankirina mezinbûnê tê bikaranîn.

KR20 - Pîlê Ni-Cd, ku mezinahiya wê jî bi tîpa D tê nîşankirin.

3LR12 - bataryayek bi voltaja 4,5 V, ku ji sê hucreyên alkalîn ên silindrîk pêk tê.

6F22 - Pîlê 9-volt, ku ji şeş hucreyên Leclanchet pêk tê.

CR2032 - şaneya lîtiumê bi qalindahiya 20 mm û stûrbûna 3,2 mm.

Her weha bibînin: