Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Elektronik

Hvad er nogle mulige materialer, du kan bruge til at lave et batteri?

Batterier er systemer, der opbevarer kemisk energi og derefter frigiver det som elektrisk energi, når de er tilsluttet et kredsløb. Batterier kan fremstilles af mange materialer, men de deler alle tre hovedkomponenter: en metalanode, en metalkatode og en elektrolyt mellem dem. Elektrolytten er en ionisk opløsning, der tillader ladning at strømme gennem systemet. Når en belastning, som f.eks. En pære, er forbundet, forekommer der en oxidationsreduktionsreaktion, der frigiver elektroner fra anoden, mens katoden får elektroner (se reference 1).

Kartoffelbatteri

Batterier kan være bemærkelsesværdigt enkle. Kartofler indeholder nok fosforsyre til at virke som en elektrolyt, og du kan bruge dem til at lave et simpelt lavspændingsbatteri. For at lave et kartoffelbatteri har du brug for et stykke zink, såsom en zinkbelagt søm og et stykke kobber, såsom en kobbertråd eller en øre. Stik begge punkter i kartofflen og fastgør dem til det, du vil have strøm, såsom et ur eller et LED-lys. Zinket fungerer som anoden, kobber fungerer som katoden, og du har et batteri. Det vil også fungere med citronsyre i en citron (se referencerne 2 og 5).

Voltaic Pile

Du behøver ikke producere til at lave et simpelt batteri. En af de første batterier, opfundet af Alessandro Volta, er den voltaiske bunke. Det er en stak af skiftende zink og kobber ark adskilt af papir gennemblødt i saltvand eller eddike, der skaber en række tynde battericeller. Tilslutning af ledninger fra toppen og bunden af ​​bunken til en belastning fuldender kredsløbet. Den producerede spænding er begrænset, fordi stakkenes vægt kan til sidst presse elektrolytten fra mellem de nederste lag (se referencer 3 og 5).

Daniell's Cell

Hvis du har brug for mere spænding, lav en Daniells celle, opfundet af John Fredric Daniell. En Daniells celle består af en kobberstrimmel i en kobbersulfatopløsning og en zinkstrimmel i en zinksulfatopløsning. En saltbro forbinder de to elektrolytløsninger. Cellerne kan kobles sammen i serie til højere spændinger. Som med andre simple batterier, taber zinker elektroner, mens kobberet vinder elektroner (se referencerne 4 og 5).

Kommercielle batterimaterialer

Kommercielt tilgængelige batterier bruger en række metaller og elektrolytter. Anoder kan fremstilles af zink, aluminium, lithium, cadmium, jern, metallisk bly, lanthanid eller grafit. Katodene kan fremstilles af mangandioxid, kviksølvoxid, nikkeloxyhydroxid, blydioxid eller lithiumoxid. Kaliumhydroxid er elektrolyten, der anvendes i de fleste batterityper, men nogle batterier bruger ammonium- eller zinkchlorid-, thionylchlorid-, svovlsyre- eller lithierede metaloxider. Den nøjagtige kombination varierer efter batteritype. F.eks. Bruger almindelige enkeltbrugende alkaliske batterier en zinkanode, en mangandioxidkatode og kaliumhydroxid som elektrolyt (se reference 6).

Klik for at udvide hele teksten