Pêvajoya çavkaniyên enerjiya kîmyewî

Di her malê de rewşek hevpar ev e ku bataryayên ku vê dawiyê hatine kirîn êdî ne baş in. An jî dibe ku, lênihêrîna jîngehê, û di heman demê de - li ser dewlemendiya berîka xwe, me bataryayên xwe girtin? Piştî demekê ew ê jî hevkariyê red bikin. Ji ber vê yekê di çopê de? Qetiyen na! Di derbarê tehdîdên ku hucreyên li ser hawîrdorê de dizanin, em ê li nuqteyek mîtîngê bigerin.

Daxistin

Pîvana pirsgirêka ku em pê re mijûl dibin çi ye? Raporek sala 2011-an ji hêla Serek Mufetîşê Jîngehê ve hatî destnîşan kirin ku bêtir ji 400 mîlyon hucre û pîlê. Nêzîkî heman hejmarê întîxar kir.

Birinc. 1. Berhevoka navîn a madeyên xav (şaneyên bi kar anîn) ji berhevokên dewletê.

Ji ber vê yekê divê em pêşve bibin nêzî 92 hezar ton bermahiyên xeternak tê de metalên giran (sivik, kadmium, nîkel, zîv, serpê) û çend pêkhateyên kîmyayî (hîdroksîdê potassium, klorîdê amonyum, manganese dîoksîtê, asîda sulfurîk) tê de hene (Hêl. 1). Dema ku em wan davêjin -piştî ku cilê xwe xera kir- ew ax û avê qirêj dikin (Hêjî. 2). Werin em ji jîngehê re, ji ber vê yekê jî ji xwe re “diyarî”yeke wiha nekin. Ji vê mîqdarê, 34% ji hêla pêvajoyên pispor ve hatî hesibandin. Ji ber vê yekê, hîn jî gelek tişt hene ku bêne kirin, û ne dilşewat e ku ew ne tenê li Polonya ye?

Birinc. 2. Kêlên şaneyên gemarî.

Êdî hinceteke me nîne ku em biçinê şaneyên bikaranîn. Her dergehek ku batar û guheztinê difiroşe pêdivî ye ku wan ji me qebûl bike (herweha elektronîk û amûrên malê yên kevn). Di heman demê de, li gelek dikan û dibistanan konteynerên ku em dikarin tê de qefes bixin hene. Ji ber vê yekê bila em "berpirsiyar" nekin û batarî û akumulatorên hatine bikaranîn neavêjin çopê. Bi xwestekek piçûk, em ê nuqteyek berhevkirinê bibînin, û girêdan bi xwe ew qas hindik in ku dê girêdan me tir neke.

Sort

Wekî din materyalên vezîvirandinê, veguherîna bikêrhatî piştî dabeşkirinê watedar dibe. Bermayiyên ji nebatên pîşesaziyê bi gelemperî bi kalîteyê yekreng in, lê bermayiyên ji berhevokên gelemperî tevliheviyek ji celebên şaneyên berdest e. Bi vî awayî, pirsa sereke dibe veqetandin.

Li Polonyayê, veqetandin bi destan tê kirin, dema ku welatên din ên Ewropî berê xwedan xetên verastkirinê yên otomatîkî ne. Ew sîtilên bi mezinahiyên tevna guncan bikar tînin (destûr veqetandina şaneyên bi mezinahiyên cuda) û x-ray (rêvebirina naverokê). Pêkhatina madeyên xav ên ji berhevokên li Polonya jî hinekî cûda ye.

Heya van demên dawî, hucreyên me yên Leclanche yên asîdî yên klasîk serdest bûn. Tenê vê dawîyê ye ku avantajên hêmanên alkaline yên nûjen, yên ku gelek sal berê bazarên rojavayî bi dest xistin, xuya dibe. Di her rewşê de, her du celebên hucreyên yekcar ji% 90-ê zêdetir bataryayên berhevkirî ne. Yên mayî pîlên bişkojk in (saetên hêzdar (Hêjî. 3) an jî hesapker), pîlên ji nû ve şarjkirin û pîtên lîtiumê yên ji bo têlefon û laptopan in. Sedema pişkek wusa piçûk li gorî hêmanên yekcar bihayê bilindtir û jiyana karûbarê dirêjtir e.

Birinc. 3. Girêdana zîv ji bo hêzkirina demjimêrên destikê tê bikar anîn.

Danasîn

Piştî veqetînê, dema tiştê herî girîng e qonaxa pêvajoyê - vegerandina madeyên xav. Ji bo her celeb, hilberên ku têne wergirtin dê hinekî cûda bin. Lêbelê, teknîkên pêvajoyê wekhev in.

pêvajoya mekanîk ji hûrkirina bermayiyên di aşan de pêk tê. Parçeyên ku têne encam kirin bi karanîna elektromagnet (hesin û aligirên wê) û pergalên sifrê yên taybetî (metalên din, hêmanên plastîk, kaxez, hwd.) têne veqetandin. Zaleto rêbaz ev e ku ne hewce ye ku meriv bi baldarî maddeyên xav berî hilberandinê rêz bike, zirar - Miqdarek mezin bermahiyên ku nayên bikar anîn ku pêdivî bi avêtina zeviyan heye.

Vezîvirandina hîdrometalurjîk di asîd an jî bazgehan de belavbûna şaneyan e. Di qonaxa paşîn a pêvajoyê de, çareseriyên encam têne paqij kirin û ji hev veqetandin, wek nimûne, xwêyên metal, da ku hêmanên paqij bistînin. Mezin berjewendî rêbaz ji hêla xerckirina enerjiyê ya hindik ve û mîqdarek piçûk a bermayiyê ya ku pêdivî ye ku were avêtin tê destnîşan kirin. Zirar Ev rêbaza vezîvirandinê bi baldarî dabeşkirina bataryayê hewce dike ku ji qirêjiya hilberên encam dûr nekevin.

Pêvajoya germî ji şewitandina hucreyan di sobeyên bi sêwirana guncaw de pêk tê. Di encamê de oksîtên wan dihelin û têne bidestxistin (materyalên xav ji bo kargehên pola). Zaleto rêbaz di îhtîmala bikaranîna bataryayên nesûrtî de pêk tê, zirar û - xerckirina enerjiyê û hilberîna hilberên şewitandinê yên zirardar.

Bêyî recyclable Şane piştî parastina pêşîn a li dijî ketina pêkhateyên wan di nav jîngehê de, li zeviyan têne hilanîn. Lêbelê, ev tenê tedbîrek nîv e, ku hewcedariya mijûlbûna bi vî rengî bermay û bermayiyên gelek madeyên xav ên hêja paş dixe.

Di heman demê de em dikarin di laboratûara xaniyê xwe de hin maddeyên xwarinê jî vegerînin. Vana hêmanên hêmanên Leclanche yên klasîk in - zinc-paqijiya bilind ji kûpên dora hêmanê, û elektrodên grafît. Alternatîf, em dikarin dîoksîta manganese ji tevliheviya di nav tevliheviyê de veqetînin - bi tenê wê bi avê re bikelînin (ji bo rakirina nepaqijiyên çareserker, bi giranî klorîd ammonium) û parzûn bikin. Bermayiya bêçareserî (bi toza komirê gemarî ye) ji bo piraniya reaksiyonên ku MnO tê de hene guncan e.₂.

Lê ne tenê hêmanên ku ji bo hêzkirina alavên malê têne bikar anîn têne vegerandin. Pîlên otomobîlên kevn jî çavkaniya madeyên xav in. Leb ji wan tê derxistin, ku paşê di çêkirina amûrên nû de tê bikar anîn, û qalik û elektrolîta ku wan dadigire têne avêtin.

Ne hewce ye ku meriv zirara hawîrdorê ya ku ji hêla metala giran a jehrî û çareseriya asîda sulfurîk ve çêdibe bi bîr bîne. Ji bo şaristaniya meya teknîkî ya ku bi lez pêş dikeve, mînaka hucre û bataryayên modelek e. Pirsgirêkek zêde ne hilberîna hilberê bixwe ye, lê avêtina wê piştî karanîna. Ez hêvî dikim ku xwendevanên kovara Teknîsyenê Ciwan dê kesên din teşwîq bikin ku bi mînaka xwe vegerînin.

Ceribandin 1 - pîlê lithium

hucreyên lîtium ew di hesabkeran de têne bikar anîn û ji bo domandina hêza BIOS-a motherboardên kompîturê (Hêjîrê. 4). Ka em hebûna lîtiumê metalîk di wan de piştrast bikin.

Birinc. 4. Hucreyek lîtium-manganez ku ji bo domandina hêza BIOS-a dayika komputerê tê bikar anîn.

Piştî ku hêmanê ji hev veqetînin (mînak, celebê hevpar CR2032), em dikarin hûrguliyên avahiyê bibînin (Wêne. 5): Tebeqeya pêça reş a dîoksîta manganez MnO₂, Elektrodek veqetandî ya poroz a ku bi çareseriyek elektrolîtek organîk ve hatî nixumandin, zengilek plastîk û du parçeyên metal ku xaniyek çêdikin îzole dike.

Birinc. 5. Pêkhateyên şaneya lîtium-manganez: 1. Parçeya jêrîn ya laşê bi qatek ji metalê lîtyumê (elektroda neyînî). 2. Separatorê ku bi çareseriyek elektrolîtek organîk ve hatî veguheztin. 3. Tebeqeya çapkirî ya dîoksîta manganese (elektroda erênî). 4. Zengila plastîk (insulatorê elektrodê). 5. Xaniyê jorîn (termînala elektrodê erênî).

Ya piçûktir (elektroda negatîf) bi qatek lîtiumê hatiye nixumandin, ku zû di hewayê de tarî dibe. Element bi ceribandinek agir tê naskirin. Ji bo vê yekê, li dawiya têla hesin hinekî metalê nerm hildin û nimûneyê têxin nav agirê şewatê - rengê karmînê hebûna lîtiumê destnîşan dike (Hêjî. 6). Em bermahiyên metal bi helandina wan di nav avê de vedişêrin.

Birinc. 6. Nimûneya lîtiumê di agirê şewitandinê de.

Elektrodeke metalî ya bi qatek lîtiumê têxin firaxekê û çend cm birijînin³ av. Di keştiyê de reaksiyonek tund çêdibe, digel berdana gaza hîdrojenê:

Hîdroksîdê lîtium bingehek bihêz e û em dikarin wê bi kaxeza nîşankerê bi hêsanî biceribînin.

Tecrûbeya 2 - girêdana alkaline

Elementek alkaline ya yekcar jêkin, mînakî, tîpa LR6 ("tilî", AA). Piştî vekirina kasa metal, avahiya hundurîn xuya ye (Hêl. 7): di hundurê de girseyek sivik heye ku anodek çêdike (hîdroksîd potassium an sodyûm û toza zinc), û qatek tarî ya dîoksîta manganez MnO li dora wê ye.₂ bi toza grafît (katoda hucreyê).

Birinc. 7. Reaksiyona alkaline ya girseya anode di şaneyek alkaline de. Struktura şaneyê ya dîtbar: girseya anodê ya sivik (KOH + toza zinc) û dîoksîta manganez a tarî digel toza grafît wekî katod.

Elektrod bi diafragmaya kaxezê ji hev tên veqetandin. Mîqdarek hindik maddeyek sivik bixin ser şiba testê û bi dilopek avê şil bikin. Rengê şîn reaksiyona alkaline ya girseya anode nîşan dide. Cûreya hîdroksîdê ya ku tê bikar anîn çêtirîn bi ceribandinek agir tê verast kirin. Nimûneyek bi qebareya çend tovên popî bi têlekî hesinî yê ku di nav avê de hatiye rijandin tê zeliqandin û di nav agirê şewatê de tê danîn.

Rengê zer karanîna hîdroksîdê sodyûmê ji hêla çêker ve, û rengê pembe-binefşî hîdroksîdê potassium nîşan dide. Ji ber ku pêkhateyên sodyûm hema hema hemî maddeyan qirêj dike, û ceribandina şewatê ji bo vê hêmanê zehf hesas e, rengê zer a agir dikare xetên spektral ên potasyûmê veşêre. Çareserî ev e ku meriv di nav parzûnek şîn-binefşî de li agirê binêre, ku dikare bibe cama kobalt an jî çareseriyek rengîn a di fîşekê de (indigo an metil violet ku di dezenfekterê birînê de tê dîtin, pyoctane). Parzûn dê rengê zer hilde, bihêle ku hûn hebûna potasyumê di nimûneyê de piştrast bikin.

Kodên destnîşankirinê

Ji bo hêsankirina nasîna celebê hucreyê, kodek alphanumerîkî ya taybetî hate destnîşan kirin. Ji bo celebên herî gelemperî yên di xaniyên me de, wusa dixuye: hejmar-tîp-tîp-hejmar, li ku derê:

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

- tîpa yekem tîpa şaneyê nîşan dide. Dema ku tune be, ew hucreyek zinc-grafît a Leclanche ye (anod: zinc, elektrolît: klorîd ammonium, NH₄Cl, chloride zinc ZnCl₂, katod: MnO dîoksîta manganez₂). Cûreyên hucreyên din bi vî rengî têne navnîş kirin (hîdroksîdê sodyûmê erzantir jî li şûna hîdroksîdê potassium tê bikar anîn):

A, P - hêmanên zinc-hewayê (anode: zinc, oksîjena atmosferê li ser katodek grafît kêm dibe);

B, C, E, F, G - hucreyên lîtiumê (anode: lîtium, lê gelek maddeyên wekî katod û elektrolît têne bikar anîn);

H - Ni-MH pîlê hîdrora nîkel-metal (metal hydride, KOH, NiOOH);

K - Battery Ni-Cd nîkel-kadmium (kadmium, KOH, NiOOH);

L - elementa alkalîn (zink, KOH, MnO₂);

M - elementa merkur (zink, KOH; HgO), êdî nayê bikar anîn;

S - hêmana zîv (zink, KOH; Ag₂JI DOR);

Z - Elementa nîkel-manganez (zink, KOH, NiOOH, MnO₂).

- Tîpa jêrîn şiklê girêdanê nîşan dide:

F - lamellar;

R - cylindrical;

S - rectangular;

P - binavkirina heyî ya şaneyên bi şeklên ji bilî cylindrîkî.

- jimar an hejmarên paşîn mezinahiya referansê nîşan dide (nirxên katalogê an rasterast dayîna pîvanan).

Nimûneyên nîşankirinê:

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

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

HR14  - Pîlê Ni-MH, tîpa C jî ji bo 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 alkaline pêk tê.

6F22 - Battery 9V; şeş hucreyên plansaz ên zinc-grafîtê yên ferdî di nav qulikek çargoşe de têne girtin.

CR2032 - Hucreya lîtium-manganez (lîtium, elektrolît organîk, MnO₂) bi bejna 20 mm û qalindiya 3,2 mm.