science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Een natte celbatterij maken

Een batterij is een apparaat dat een elektrische stroom produceert door middel van een chemische reactie. Hoewel de eerste moderne batterijen in de 19e eeuw werden ontwikkeld, zijn er aanwijzingen dat ruwe oliebatterijen ten minste 2000 jaar geleden in Mesopotamië werden geproduceerd. Zoals de naam al aangeeft, gebruikt een natte celbatterij een vloeibaar elektrolythoudend medium om een ​​chemische reactie te veroorzaken. In een loodzuurbatterij bevindt zich bijvoorbeeld een vloeibare elektrolytoplossing die 65 procent water en 35 procent zwavelzuur bevat in contact met metaalplaten van lood en loodoxide. Wanneer de batterij is aangesloten, bindt het zuur aan de platen in een reactie die ook een elektrische stroom door de aangesloten schakeling stuurt. Als een batterij kan worden opgeladen door het doorvoeren van een omgekeerde stroom, het scheiden van het zuur van de platen, dan is er sprake van een secundaire batterij of oplaadbaar. Anders is het een primaire batterij als deze niet oplaadbaar is. Als in plaats van een vloeibare oplossing de batterij een pasteuze, minder vochtige materiaal gebruikt, wordt deze een droge cel genoemd.

Een batterij maken

Veel schoolkinderen maken elk jaar rudimentaire natte celbatterijen leeg alledaagse ingrediënten in elk huis. De elektrolytoplossing is elke gangbare niet-neutrale pH-vloeistof, zoals citrusvruchtensap (citroen of limoen werkt goed) of azijn voor de zuren, of ammoniak als basis. De andere essentiële materialen voor het maken van de natte cel zijn twee metalen, die elk elektronen in een ander tempo verliezen. Aluminiumfolie, die gemakkelijk elektronen verliest, wordt de negatieve terminal of anode. Koperdraad, die niet, wordt de positieve terminal of kathode. Plaats deze twee metalen in de elektrolytvloeistof met genoeg van het blootgestelde metaal om de draden van een kring te verbinden. Als de metalen in contact worden gebracht met de klemmen van een DC-ampèremeter, registreert een kleine elektrische lading.

Toepassingen

De eenvoudige batterij met natte cellen gemaakt door schoolkinderen is niet erg krachtig en doet niet veel echte wereldapplicatie. Maar ook, vanwege hun vloeibare inhoud, kunnen natte celbatterijen kwetsbaar zijn en moeilijk te transporteren. Als ze bijtende stoffen zoals zuur bevatten, kunnen ze gevaarlijk zijn. De meest voorkomende natte celbatterijen die op grote schaal worden gebruikt, zijn autoaccu's, die een zwavelzuuroplossing bevatten. Het is dit zogenaamde batterijzuur, dat is het gevaarlijkste aspect van het openbreken van de verzegeling of het weggooien van een autobatterij. Niet alleen kan het zwavelzuur de huid slecht verbranden en irriterende dampen produceren, de lead die wordt gebruikt voor de batterijterminals is ook giftig. Tegenwoordig zijn autoaccu's een variant van de natte cel die de gelcel wordt genoemd. In deze batterijen wordt de zwavelzuuroplossing gemengd met silica om een ​​gelachtig en immobiel materiaal te produceren. Dientengevolge heeft de batterij minder kans om te corroderen of om gevaarlijk materiaal te morsen als het wordt omgekeerd of gebroken bij een ongeval. Het duurt ook langer omdat de gel niet verdampt en kan worden opgeladen.