Свинец из аккумулятора

Свинцово кислотные аккумуляторные батареи изобретены более полутора столетия назад и до сих пор широко используются. Их устанавливают во многих видах транспорта и применяют как дополнительные источники питания. Доступность материалов и автоматизация производства позволяют производить аккумуляторы, достойной альтернативы которым пока что не разработано.

Устройство

Прямоугольный корпус состоит из нескольких секций, которые герметично отделены друг от друга и заполнены серной кислотой — электролитом. В нее погружены токоотводящие решетки электродов, разделенные между собой сепараторами. Каждый электрод включает в себя несколько пластин, соединенных параллельно. Соединение однополярных электродов между отсеками батареи выполняется последовательно.

Основные элементы АКБ:

1. Корпус АКБ. Выполнен из кислотостойкого диэлектрического полимера (полиэтилен, полипропилен и подобные им).
2. Токоотводящая решетка отрицательного электрода (часто изготавливается из губчатого свинца).
3. Сепаратор для отделения решетки положительного и отрицательного электродов (пористый кислотостойкий диэлектрик).
4. Токоотводящая решетка положительного электрода, выполненная из двуокиси свинца.
5. Баретка. Параллельно соединяет пластины одной полярности.
6. Опорные элементы для создания зазора между электродами и дном корпуса. Зазор позволяет оседать отслоившемуся реагенту решетки.
7. Крышка.
8. Заглушка заливного отверстия.
9. Положительный вывод.
10. Перемычка. Соединяет блоки пластин одной полярности.
11. Отрицательный вывод.

Базовая конструкция свинцовых АКБ с момента изобретения не претерпела существенных изменений. Некоторые усовершенствования коснулись покрытия токоотводящих пластин, структуры и материала сепараторов, а также консистенции электролита.

Необслуживаемая свинцово кислотная батарея

На положительных пластинах обычной свинцово кислотной АКБ при завершении зарядки образуется кислород, который впоследствии может перераспределяться на отрицательных решетках. Однако большая часть кислорода не успевает раствориться в электролите и испаряется с его поверхности, после чего выводится через вентиляционные отверстия.

В необслуживаемых свинцово кислотных аккумуляторах эта проблема решена за счет микроскопических полостей в сепараторе, которые способствуют практически моментальному газообмену между пластинами и последующей рекомбинации выделяющихся газов. Благодаря этому возможно изготовление устройств с герметизированным корпусом. Электролит в них практически не испаряется, нет надобности доливать воду, а срок службы больше, чем у обслуживаемых аналогов.

Аккумуляторы с гелеобразным электролитом и AGM

Распространение получили две технологии удержания газов в электролите – AGM и GEL. В сепараторах AGM-устройств используют пористое стекловолокно – стекломат. Второй вариант подразумевает применение гелеобразного электролита. Основным реагентом в обоих случаях является десятипроцентный раствор H2SO4.

При нормальной эксплуатации оба типа батарей практически герметичны, не испаряют газов и в случае повреждения корпуса электролит у них не вытечет.

Емкость свинцового АКБ

Это один из основных параметров АКБ. Определяет электроэнергию, которою возможно получить от максимально заряженной батареи, разряжая ее до напряжения, определенного изготовителем.

Показатели емкости выражаются произведением количества тока (в амперах) на временной интервал в часах. Номинально, автомобильная АКБ емкостью 60 Ah должна в течение часа разряжаться током в 60A при напряжении 12v.

Можно предположить, что при изменении силы тока длительность функционирования изменится пропорционально. То есть при токе в 120A время работы составит порядка 30 мин. Что не соответствует действительности, так как сила тока при разряде напрямую влияет на емкость свинцово кислотных аккумуляторов. Например, при стартерных нагрузках в 255A емкость уменьшается более чем в два раза и для батареи в 60 Ah составит всего 25Ah. Что касается малых токов (2,75A), здесь будет наблюдаться незначительный прирост (примерно +5 Ah).

Помимо силы разрядного тока, емкость свинцово кислотных АКБ зависит от следующих факторов:

• Плотность электролита (процентное содержание серной кислоты). Более плотный электролит увеличивает емкость положительных электродов, но несколько снижает у отрицательных (особенно при низких температурах). К тому же ресурс положительных пластин сокращается из-за более интенсивных коррозионных процессов на их поверхности. Плотность электролита должна соответствовать совокупности требований, для которых создавалась конкретная батарея. Например, для автомобильных АКБ, работающих в условиях умеренного климата, оптимальной считается плотность 1,26–1,28 г/см3.
• Пористость рабочей поверхности пластин. Повышенная пористость позволяет увеличить фактическую площадь электрода, участвующую в электрохимической реакции и, как следствие – повысить емкость. Однако у этого показателя тоже есть свои ограничения (46% — 60%), так как чрезмерная пористость ускоряет деструкцию покрытия, что приводит к преждевременному выходу батареи из строя.
• Толщина пластин электрода. Более толстые электроды положительно влияют на емкость только при низких разрядных токах. При стартерных нагрузках внутренние элементы активной массы пластин не успевают среагировать с электролитом. Это в значительной степени уменьшает разницу между батареями с различной толщиной электрода и одинаковой активной площадью.

Индикатор емкости

Стандартным способом проверки емкости АКБ принято считать контрольный разряд. Полностью заряженную АКБ разряжают постоянным током. Сила потребляемого тока должна быть кратной емкости батареи (оптимальным считается соотношение 1 к 20). Например, при номинальной емкости 60 Ah свинцово кислотный аккумулятор разряжают током 3 A в течение 20 часов.

Вышеописанный способ достаточно трудоемок и сложен, к тому же во время проведения замеров батареей нельзя пользоваться. Чтобы быстро протестировать свинцовый аккумулятор следует использовать специальные устройства, такие как «Нагрузочная вилка» или подобные им индикаторы емкости .

Срок службы

Качественная батарея, изготовленная с соблюдением технологий, прослужит в 2-3 раза дольше, чем дешевая продукция сомнительного бренда с гарантией 6 месяцев. Имеются ввиду одинаковые типы АКБ и такие же режимы нагрузок на них.

Батарея средней ценовой категории с гарантией 2 года при умеренных стартерных нагрузках пройдет около 100 тыс. км или прослужит 3-5 лет. Эксплуатация в более интенсивных режимах, например, в такси сократит срок службы минимум вдвое. Если к этому прибавить работу преимущественно в условиях низких температур, халатное отношение к обслуживанию, несколько циклов полного разряда, то даже качественная батарея вряд ли выдержит больше года.

Принцип действия

Принцип работы свинцово кислотного аккумулятора следующий:

1. Реагент отрицательной решетки постепенно распадается под действием электролита, образуя ионы свинца. В результате этого распада появляются свободные электроны, которые затем попадают на положительную решетку электрода (через внешнюю цепь);
2. Ионы свинца взаимодействуют с электролитом, образуя сульфат свинца. Из-за низкой растворимости он оседает на отрицательной решетке.
3. В результате обычный свинец на отрицательной пластине превращается в сернокислый.
4. Положительный электрод меньше взаимодействует с электролитом, чем отрицательный. Его основная составляющая – Pb02 реагирует с водой и делится на положительные и отрицательные ионы.
5. Положительные передают на пластину соответствующий потенциал, где происходит их слияние с электронами. В ходе реакции восстановления образуется Pb2+, который далее реагирует с электролитом.
6. Образовавшийся в результате сернокислый свинец скапливается на положительной решетке, образуя в последствии на ее поверхности свинцовый сульфат.

Батарея получает электроэнергию следующим образом:

1. Возле обеих пластин в электролите содержится некоторое количество воды (H+, OH–) и сульфата свинца (Pb2+, SO2/4)
2. В процессе зарядки электроны движутся с внешнего источника питания от положительного контакта батареи к отрицательному.
3. Поступившие электроны восстанавливают свинец отрицательной пластины.
4. Оставшиеся после восстановления свинца ионы и содержащийся в электролите H+ соединяются в H2SO
5. На плюсовой пластине приходящий ток выбивает 2 электрона у 2-х валентного свинца, окисляя его до 4-х валентного.
6. В результате последующих взаимодействий Pb4+ объединяется с ионами кислорода, восстанавливая материал плюсовой решетки.
7. Оставшиеся ионы, реагируя между собой, компенсируют плотность электролита.

Зарядка и эксплуатация

Наиболее правильно заряжать свинцово кислотную АКБ – использовать специальное зарядное устройство. В крайних случаях автолюбители частично подзаряжают севшую батарею от автомобиля донора (прикуривание), а после старта двигателя процесс продолжается от генератора.

На зарядном устройстве сначала необходимо выставить силу тока, которая обычно указывается производителем в инструкции и составляет 20%-30% номинальной емкости (для АКБ 60Ah норма 12A – 18A). Наиболее щадящий вариант, но более продолжительный – 10% от заявленной емкости аккумулятора.

Длительность зарядки свинцово кислотных аккумуляторов при 20% тока составит 5-6 часов, после чего батарея будет заряжена примерно на 90%. Дальнейший процесс выполняется малым током (5% от емкости) занимает примерно сутки. Напряжение рассчитывается соответственно количества секций в АКБ (на каждую секцию 2,3v). То есть для обычного АКБ на 6 секций итоговое значение не должно превышать 13,8v. Для автомобильных аккумуляторов достаточно первого этапа зарядки, так как они практически весь срок службы находятся под максимальным напряжением.

Эксплуатация

В процессе использование необходимо обращать внимание на следующие моменты:

• Не допускать полного разряда, что нередко случается в следствии неконтролируемых утечек в сети автомобиля или другого устройства, которое питает батарея.
• Исключить колебания напряжения, что особенно актуально для зарядки от генератора транспортных средств.
• Своевременно добавлять дистиллированную воду в электролит. Это необходимо делать на обслуживаемых АКБ (с пробками на крышке), в случае недостаточного уровня электролита. Добавлять можно только дистиллированную воду, чтобы уровень электролита был выше токоотводящих пластин приблизительно на 10 мм.
• Поверхность крышки обслуживаемых батарей может покрываться гигроскопичной пленкой из просочившегося электролита, что способствует скорому саморазряду. Избежать подобного можно периодически протирая крышку раствором соды или подобной по концентрации щелочью.
• В случае длительного неиспользования аккумулятора его необходимо полностью зарядить и хранить в тепле (+20˚ C).

Прежде чем выполнять какие-либо действия с АКБ, следует ознакомиться с его инструкцией. Не редко наиболее важную информацию производитель размещает на корпусе устройства.

Восстановление

Наиболее распространенной причиной потери емкости аккумулятора является сульфатация токоотводящих пластин.

Восстановление свинцово кислотных аккумуляторов выполняется посредством длительной многократной зарядки малым током и заключается в следующем:

• Сила тока не должна превышать 5% номинальной емкости.
• Зарядка выполняется в течение 8 часов.
• После чего необходимо сделать 12-и часовой перерыв и снова заряжать.
• Процедуру повторяем 6-8 раз, периодически проверяя уровень электролита и его плотность.

Еще один способ, подходящий исключительно для обслуживаемых батарей: залить раствор сульфата магния в секции с электролитом, затем произвести несколько циклов заряд-разряд. В результате, скопления сульфата свинца осядут на дно, что может стать причиной замыкания пластин. Во избежание замыкания частицы сульфата необходимо удалить (вымыть изнутри секции), после чего залить новый электролит.

Возможно, в скором времени будут изобретены источники питания, лишенные всех негативных качеств свинцово кислотных аккумуляторов. Но на данный момент это лучшие в своем роде устройства – они доступны, сравнительно долговечны и достаточно неплохо справляются с поставленными задачами. Соблюдение правил эксплуатации позволит избежать лишних мероприятий по восстановлению и продлить срок службы.

Ртутные батарейки и их особенности

Батарейки, выполненные с применением ртути, не получили широкого распространения из-за токсичности и высокой цены. Будет совсем не айс если они потекут и причинят вред здоровью человека. Но тем не менее несколькими годами ранее данные элементы питания выпускались и их можно было перезаряжать много кратно. Правда при этом процессе теряется емкость по причине стекания и скопления ртути в батарейке.

Чтобы подобного не происходило ученые советуют добавлять гидроксид магния в анод и досыпать порошок серебра до 9% в катод. Так же выполнять замену графита карбином.

Главной особенностью ртутных элементов питания является то что они могут работать в очень неблагоприятных погодных условиях. Кроме этого они обладают длительным сроком службы.

Ртутные батарейки и их характеристики

Анод выполнен из цинка. Катод сделан из оксида ртути. Диафрагма и сепараторы тщательно разделяют электроды. Диафрагма пропитывается 40% раствором гидроксида калия. В роли электролита применяется щелочь.

Он может служить как АКБ, но при цикличном использование его емкость быстро уменьшается.

Основные плюсы ртутных батареек:

• Хранить можно до 10 лет.
• Выдают стабильное напряжение.
• Работают в любых температурных условиях.
• Обладают высокой энергетической емкостью.

Минусы:

• Большая стоимость.
• Разгерметизация может навредить здоровью человека.
• Нужно организовывать сбор и утилизацию.

Где используются ртутные батарейки?

На данный момент практически уже нигде. Но раньше они применялись повсеместно в таких отраслях как:

• Медицина.
• Армия.
• Промышленность.
• Радио электроника.

Марки:

• KODAK KX-625
• VARTA V625PX
• РЦ 53

Могут спокойно работать при температуре от -12 до +80 градусов Цельсия. Обладают низким внутренним сопротивлением.

Ртутный аккумулятор своими руками

Если вы не обладаете определенными навыками работы с химическими веществами, мы не рекомендуем повторять вам то что описано ниже.

Первым делом отыщите простую пробирку. Такие обычно используют учителя химии. Дальше возьмите тонкую трубочку, выполненную из стекла. В данную трубку поместите железный провод. Это нужно сделать таким образом, чтобы он торчал из трубочки на 1,5 – 2 миллиметра. Данное место нужно изолировать воском или другим подобным материалом.

Для изготовления ртутной батарейки кроме выше описанного инвентаря потребуется 50 мл 25% аккумуляторной H2SO4. В ней нужно растворить Цинк. Zn требуется растворить до конца. Дальше нужно влить дополнительные 50 мл кислоты. После этого в пробирку наливаем небольшое количество ртути и загружаем в нее стеклянную трубку с изолированным концом.

Пластину, сделанную из свинца толщиной 1 мм, поместите так чтобы свенец не касался ртути. Дальше выполните вливание в пробирку приготовленной серной кислоты. Ну вот и все! АКБ полностью готов! Металлический провод будет являться минусовым полюсом, а свинцовый конец плюсом. Теперь заткните пробирку пробкой.

Чтобы получить больше энергии можно создать несколько ртутных аккумуляторов и соединить их последовательно. 1 пробирка обладает током около 2-х ампер, а ее напряжение составляет порядка 2 вольт. Данная аккумуляторная батарея, выполненная из ртути, является надежной, и она не боится зарядки большим напряжением.

Фото ртутных батареек

Ртутная батарейка способна генерировать стабильный ток и напряжение. До самого конца они держат эти параметры на высоких уровнях. Затем быстро разряжаются. Происходит плавный разряд.

Так как ртутные элементы питания имели высокую емкость в 1980 году их очень активно использовали везде где только можно. Список устройств где их применяли:

1. Часы.
2. Кардиостимуляторы.
3. Слуховые аппараты.
4. Приборы ночного видения.
5. Фотоэкспонометры.
6. Фотоаппараты.
7. Космических аппаратах.
8. Радио аппаратуре.

Через некоторое время все пришли к выводу что стоит сократить их производство из-за высокой стоимости и токсичности. В 1982 году создавалось ртутных батареек до 1 500 000 в год по всему миру.

О самодельном свинцово кислотном аккумуляторе

Первый свинцово кислотный аккумулятор изобрел и опробовал как известно французский физик Гастон Планте. Он скрутил две свинцовые пластины в рулон, предварительно проложив между ними разделительное сукно. Рулон поместил в сосуд и залил его соленой водой. В итоге если подать напряжение на пластины, то он заряжался. И после, если к нему подключить лампочку, или что-то другое, то он мог некоторое время отдавать запасенную энергию на горение этой лампочки. Так же после заряда энергия в таком аккумуляторе могла хранится без потерь продолжительное время. Это и положило начало эры свинцово кислотных аккумуляторов.
>
Но самый главный недостаток такого рулонного аккумулятора, это маленькая емкость. В последствии было выяснено что если такой аккумулятор несколько раз зарядить и разрядить меняя полярность (+-), то емкость увеличивалась. Это объясняется тем, что на пластинах образовывался слой оксида свинца, и пластины размегчаоись, становились как губка. Кислота теперь могла проникать глубже в пластины, тем самым больше свинца участвовало в химическом процессе.

Эти циклы заряда разряда меняя плюс на минус и обратно назвали формовкой пластин. Чтобы нарастить толстый слой оксида свинца, приходилось затрачивать много энергии и времени. Но позже один молодой человек, работавший помощником у Планте решил сделать по другому. Он решил сразу наносить на пластины оксид свинца, тем самым он сразу получил более емкий аккумулятор. В последствии эту технологию немного улучшили. Стали делать свинцовые решетки, которые замазывали аксидом свинца в виде пасты. Пасту готовили из оксида свинца, в которую добавляли немного воды, или электролита и перемешивали до густой консистенции.
>
Спустя уже более 100 лет технология изготовления аккумуляторов в принципе не изменилась. На производствах так же методом литья, или штамповки делают свинцовые решетки, и намазывают пастой, состоящей из оксида свинца, плюс дополнительные добавки, которые не дают пасте распадаться и придают другие нужные свойства. Так же разделительные прокладки между пластинами делают из современных материалов, что исключает выпадение намазки из решеток и препятствует замыканию пластин между собой. На каждом заводе, и для различных типов аккумуляторов ( тяговых, стартерных, и т.п.) есть свои тонкости, но в целом технология одна и та же.
>
Теперь можно подумать о том, можно ли сделать свинцово кислотный аккумулятор в домашних условиях, чтобы это было выгодно и эффективно. Во первых дело в свинце, где его брать?. В негодных аккумуляторах, но если переплавить один авто-аккумулятор, то на выходе будет всего примерно 1,5кг свинца, и станет понятно что добывать свинец таким образом не выгодно. Чтобы переплавить весь свинец содержащийся в аккумуляторе, часть которого в виде оксида, сульфата и прочие элементы, которые содержатся в намазке решеток, то тут нужна плавильная печь и дополнительная химия и условия, по-этому дома на костре получится консервная банка свинца и целая куча шлака.

Тогда можно купить свинец, есть листовой, и в чушках, стоит не дорого. Если делать из листового свинца, то можно примерно прикинуть затраты на один аккумулятор. Если покопаться в литературе, то можно узнать что с одного квадратного метра площади пластин можно получить емкость примерно 5-10Ач. Тогда для одной банки емкостью 50-100Ач нужно 10кв.м свинца. Так как для 12-ти вольт нужно 6 банок, то соответственно нужно около 60 кв.м свинца. Самые тонкие листы в продаже 0,5мм, вес одного кв.м такого листа свинца состовляет 5,7 кг. Так как площадь листа работает с обоих сторон, значит нам нужно на АКБ уже не 60кв.м, а 30кв.м. Тогда получается на аккумулятор емкостью 50-100Ач нужно 30*5,7=171кг свинца, стоимость за 1кг около 150 рублей, и цена только на свинец составит около 25 000 рублей, что в 5-6раз дороже чем заводской аккумулятор емкостью 100Ач.
>
Можно увеличить емкость пластин формовкой, с помощью зарядки и разрядки меняя местами плюс и минус, но не известно сколько циклов нужно сделать чтобы значительно увеличить емкость. Планте формовал пластины электричеством три месяца. За это время уйдет очень много энергии на формовку, и в итоге аккумулятор только подорожает. Из всего этого понятно что экономически не выгодно делать аккумулятор из листового свинца.

Да, кстати на счет долговечности аккумулятора с пластинами из листового свинца. Служить такой аккумулятор будет значительно дольше, так-как пластины цельные и от глубоких разрядов, больших разрядных токов, не будет отходить намазка, которой просто нет, но сульфатация пластин будет точно такая же как и у обычного аккумулятора, по этому по сути дольше обычных этот аккумулятор не прослужит. Правда его можно разобрать и почистить от белого налета (сульфата) и он дальше сможет работать.

Проблема в том что у листового свинца нет слоя оксида, точнее есть, из-за него свинец становится темно серого цвета, но этот слой слишком тонкий. Оксид, это окисленный кислородом свинец, на производствах его по разному получают. Но в домашних условиях эту пыль получить затруднительно. Можно конечно попробовать пластины увлажнять водой, чтобы они окислялись на свежем воздухе, но какой слой окиси удастся нарастить таким образом и сколько времени на это уйдет не известно, поэтому про рулонный аккумулятор из листового свинца можно забыть.

Хороший аккумулятор получится если использовать вместо пластин свинцовую фольгу. Так можно в несколько раз увеличить площадь при том же весе, но дома фольгу не сделаешь, а в продаже чистой свинцовой фольги нет, да и стоила бы она в несколько раз дороже листового свинца того же веса. Поэтому хороший вариант с фольгой отпадает. Или дома ставить прокаточный станок и самому делать фольгу.

Можно попробовать делать пластины как делают на заводе, решетки отлить не сложно. Они толстые, и форму для отливки сделать просто. Но проблема в намазке, она ведь состоит из оксида свинца, а как его делать дома. К примеру чем нибудь стирать свинец в пыль, или мелкую стружку, потом поливать водой или электролитом и в какой нибудь емкости его постоянно перемешивать чтобы окислялся на кислороде, но это дома трудно и бессмысленно делать, так как готовый аккумулятор гораздо дешевле выйдет.

Вот наверно вкратце все что я хотел сказать. Для себя я сделал вывод что свинцовый аккумулятор своими руками возможен, но трудоемок и не выгоден, поэтому на этом деле можно смело ставить большую и жирную точку. Так же читая множество информации и о других типах аккумуляторов я пришел к выводу что ничего нормального в домашних условиях и с применением доступных и дешевых материалов не выйдет. Если есть вопросы или какие-то выводы то оставляйте комментарии.

Энциклопедия Технологий и Методик

Советы и секреты для Авто-любителя

Технология изготовления аккумуляторов и ионисторов

Газовые аккумуляторы

В любом аккумуляторе есть положительные и отрицательные пластины с активным веществом, состоящие из различных металлов. В качестве токопроводящей среды обычно применяются водные растворы кислот или щелочей. Такой раствор называется электролитом при погружении пластин в электролит начнет происходить химическая реакция, и если их замкнуть через измерительный прибор, мы обнаружим, что во внешней цепи проходит электрический ток.

Во время работы аккумулятора, а также при его зарядке можно заметить, что на пластинах выделяются пузырьки газа. Газы, как правило, не участвуют в реакциях и выполняют в электрохимических процессах вспомогательную роль, так что в обычных аккумуляторах разность потенциалов определяется только свойствами металлов, из которых состоят пластины. Но, оказывается, различные газы тоже обладают вполне определенным электрохимическим потенциалом. Значит, эту способность можно использовать для изготовления аккумулятора, в котором роль активного вещества будут выполнять два различных газа.

Газовый аккумулятор был изобретен в 1955 году советским инженером А. Пресняковым.

Важное преимущество газового аккумулятора — простота устройства и высокая экономичность. Для его изготовления не требуются цветные металлы и дорогостоящие материалы. Эксплуатационные качества газового аккумулятора также весьма высоки. Газовый аккумулятор можно долго хранить как в заряженном, так и в разряженном состоянии, и это не отразится на его работоспособности. Он допускает большой зарядный ток, что уменьшает время зарядки. Даже длительные замыкания пластин между собой безвредны для газового аккумулятора, так как в этим случае он хоть и разряжается, но без необратимых процессов в самом активном веществе, как в других типах аккумуляторов.

Газовые аккумуляторы — конструктивно новые источники тока. Их создание стало возможным только после того, как были найдены вещества, способные поглощать газы в большом количестве и удерживать их в себе. Такие вещества называются адсорбентами. Один из лучших адсорбентов — активированный уголь. Поглощая газы, он сам не участвует в химических реакциях. В таблице 1, помещенной ниже, показано, какое количество различных газов может быть поглощено одним граммом активированного угля при 15°С и нормальном давлении. Вы сразу же заметите закономерность: газ поглощается тем лучше, чем выше его критическая температура, то есть чем легче он сжижается.

Рис. 1

Конструкция самодельного газового аккумулятора показана на рисунке 1. В емкость 1 налит электролит 2. В электролит опущены два электрода, которые состоят из стержня 3 и мешочка 4 с активированным углем 5. Предохраняет мешочки от смещения перегородка 6, которая изготовляется из любого электроизоляционного материала. Емкость закрывается крышкой 7.

В качестве емкости газового аккумулятора с успехом могут быть использованы, например, баночки для специй — они продаются в хозяйственных магазинах. Можно взять и стеклянные банки, но их надо покрыть снаружи асфальтовым лаком, чтобы свет не проникал внутрь, а то он будет способствовать разрядке аккумулятора.

Мешочки изготовьте из старого капронового чулка плотной вязки. Шов можно сшить капроновой нитью или паяльником на круглой деревянной болванке.

Один конец мешочка завяжите капроновой нитью наглухо, а во второй, открытый, вставьте угольный стержень от батареек карманного фонаря, отслуживших свой срок. Наполните мешочки активированным углем, хорошо уплотнив его. Загибая края мешочка, обвяжите их капроновой нитью вокруг стержня. Теперь нужно плотными витками обвязать мешочки. Чем больше будет сделано витков, тем лучше контакт угольного порошка со стержнем, тем меньше внутреннее сопротивление аккумулятора, тем он лучше работает.

Электроды нужно укрепить в крышке, а к выходящим наружу концам стержня приделать клеммы.

Лучше всего использовать медицинский уголь, который продается в аптеках, или уголь выбракованных противогазов. В крайнем случае древесный уголь можно легко приготовить самому. Для этого возьмите палочки диаметром 5-10 мм, длиной 100 мм (любой породы дерева), свяжите их в пучок ниткой, поместите в железную банку и засыпьте сухим речным песком. Положите банку в печку на горячие угли или на газовую плитку и прокалите, пока из банки перестанут выделяться газы. Дайте остыть песку, после чего извлеките обуглившиеся чурки — их то и можно употребить в дело. Для получения от аккумулятора емкости в 1 ампер-час потребуется 50-90 граммов активированного угля.

Для электролита лучше всего взять дистиллированную воду, которую можно купить в аптеке, или, в крайнем случае, колодезную, или водопроводную, предварительно прокипятив ее около получаса и остудив. На каждый стакан воды всыпьте 1-1,5 столовой ложки поваренной соли марки «Экстра».

Таблица 1

Заполните сосуд электролитом и накройте крышкой с электродами, проследив, чтобы электроды были полностью погружены в электролит.

Простейший газовый аккумулятор готов, теперь его осталось только зарядить. Для этого необходимо присоединить электроды к источнику постоянного тока напряжением 4,5 в. Промаркируйте какой-либо яркой краской положительный электрод, нанеся на крышку метку «+». Отрицательный электрод можно не маркировать. При повторной зарядке придерживайтесь полярности электродов. Заканчивайте зарядку, когда напряжение на электродах аккумулятора будет 2,2-2,5 в.

При постоянной работе аккумулятора электролит необходимо менять не реже одного раза в неделю (Запомните, что такая частая замена нужна только для электролита, составленного на основе поваренной соли).

Работает аккумулятор так. При зарядке, когда к электродам подключено напряжение, электролит разлагается на водород и хлор. Электрод, присоединенный к отрицательному проводу, будет поглощать водород, а к положительному -хлор. Таким образом создается разность потенциалов. Химическая реакция может быть описана уравнением:

В качестве электролита в газовых аккумуляторах можно при менять растворы различных солей, кислот и щелочей. Подбирая электролит, можно осуществить его электролиз на те или иные газы и получить различную электродвижущую силу и емкость аккумулятора. Так, при электролизе слабого раствора серной кислоты получим пару водород — кислород. Раствор питьевой соды даст пару водород — углекислый газ. Вообще подбор электролита открывает очень широкие возможности для эксперимента.

На рисунке 2 изображена схема газового аккумулятора, в котором используется пара хлор — сернистый газ. (Если вы вернетесь к таблице 1, то увидите, что эти газы лучше остальных поглощаются углем). Довольно высокие характеристики оправдывают конструктивное усложнение.

Рис. 2

Аккумулятор состоит из основного сосуда 1, вспомогательного сосуда 2, вспомогательных угольных электродов 3 и 7, электролита 4, которым заполняется вспомогательный сосуд, основных угольных электродов 5 и 6, электролита 8. Размеры аккумулятора подберите, исходя из размеров угольных электродов от батарейки карманного фонаря.

В таком аккумуляторе сернистый газ — носитель отрицательного, а хлор — положительного потенциала. Электролит основного сосуда — раствор поваренной соли, электролит вспомогательного — раствор сернистого натрия (другие названия — сульфид натрия, моносульфид натрия).

Как мы сказали, вспомогательный сосуд должен быть полупроницаемым, то есть пропускать газы, но не пропускать соли, растворенные в электролите. Такой сосуд можно приобрести в магазине химических товаров или изготовить самому, причем самодельный не будет уступать промышленному.

Материалы: белая глина, которая используется для побелки, железистосинеродистый калий (другие названия: ферроцианид калия, желтая кровяная соль; не спутайте с железосинеродистым калием — ферроцианидом калия), медный купорос. И железистосинеродистый калий, и медный купорос можно купить в отделах фотоматериалов.

Замесите глину до пластического состояния и вылепите из нее стаканчик. Стенки стаканчика должны быть возможно тоньше. Высушите стаканчик, а потом обожгите над горячими углями до такой степени, чтобы бумага, положенная в стаканчик, обуглилась, но не вспыхнула. Лучше, если обжиг провести в муфельной печи. После охлаждения наполните стаканчик насыщенным раствором железистосинеродистого калия и оставьте до тех пор, пока наружные стенки его не станут влажными. Вылейте раствор (его можно использовать повторно), дайте стаканчику высохнуть, после чего опустите его на 4-5 часов в насыщенный раствор медного купороса. Растворы нужно готовить на дистиллированной, снеговой или дождевой воде. Надо брать такое количество соли, чтобы обязательно оставался нерастворимый ее остаток — это и будет насыщенный раствор.

Рис. 3

На рисунке 3 показана схема подключения на зарядку аккумулятора с четырьмя электродами.

Схема зарядного устройства изображена на рисунке 4. Потенциометром R3 регулируется ток базы транзистора, в результате чего можно изменять величину напряжения на выходе от 0,5 до 15 В и силу тока в пределах 0-5 А. Силовой трансформатор можно использовать от старого радиоприемника или телевизора. На его выходе должно быть напряжение 20 В при силе тока 6 А. Диоды и транзисторы надо монтировать на теплоотводящих панелях или радиаторах. Величины шунта R5 и добавочного сопротивления R4 можно изменять в зависимости от чувствительности и внутреннего сопротивления прибора, применяемого для измерения величины тока и напряжения.

Рис. 4

Зарядное устройство не требует специальной наладки и при правильной сборке готово к работе.

Предложенные нами аккумуляторы могут устанавливаться на моделях автомобилей и судов. Аккумуляторная батарея приведет в движение даже педальный автомобиль, если вы установите на нем электромотор. Но не советуем торопиться — сперва хорошенько рассчитайте параметры ваших аккумуляторов и их соответствие тому электродвигателю, который вы выберете.

Свинцово-поташный аккумулятор

Свинцово-поташный аккумулятор — относится к типу сухих и поэтому очень удобен при транспортировке.

рис. 5

Конструкция и технологический процесс изготовления свинцово-поташного аккумулятора незначительно отличаются от газового. В сосуде 1 размещаются два мешочка 2, в которых располагаются активная масса 3 и угольные электроды 4. На дне сосуда слоями уложена бумага 10, пропитанная электролитом. Сверху аккумулятор заливается битумом 9. В битуме проделаны отверстия, в которые вставляются деревянные пробочки 7. Для закрепления угольных электродов в верхней части помещается прокладка 5 из рыхлого картона. К пистончикам электродов припаяны клеммы 6 и 8.

Прежде всего займитесь приготовлением активной массы. Вам понадобится выбракованный или отслуживший свой срок автомобильный или мотоциклетный аккумулятор. Убедившись, что в нем нет электролита, извлеките пластины и отберите положительные — только они и будут нужны. Отличить положительные пластины от отрицательных, легко по цвету: первые коричнево-красные, а вторые серые.

Деревянным молотком выкрошите из решетки положительных пластин активную массу, хорошо измельчите. Одну часть измельченной массы тщательно смешайте с одной частью активированного или древесного угля, тоже хорошо измельченного. Это и будет активная масса вашего аккумулятора. Чтобы смесь не распылялась, слегка увлажните ее электролитом, но так, чтобы она не потеряла сыпучесть. Обычно на 10 весовых частей активной массы достаточно одной весовой части электролита.

Приготовьте два угольных стержня от батареек карманного фонаря, скруглите свободные концы. Из фильтровальной, промокательной или газетной бумаги сделайте два прямоугольных мешочка, соответствующих размерам выбранного вами сосуда для аккумулятора. Лучше, если мешочки будут изготовлены на деревянной болванке. Оберните бумагу вокруг болванки в четырепять слоев, а внизу заверните конвертиком. Склеивать мешочек не надо, а для прочности можно снаружи навернуть слой ткани от капронового чулка и спаять ее паяльником или плотно обмотать капроновой нитью. Мешочки должны плотно входить в сосуд. На дно сосуда уложите 20—30 слоев бумаги, вложите мешочки, а между ними проложите четыре-пять слоев бумаги.

По центру мешочков поставьте угли так, чтобы они касались дна. Аккуратно, не просыпая, заполните мешочки активной массой и постукиванием сосуда о стол уплотните ее. После заполнения мешочков уложите сверху 5—10 слоев бумаги и закройте картонной прокладкой. Вставьте в активную массу обоих мешочков на некотором расстоянии от углей влажные деревянные пробочки или спички, после чего залейте верхнюю часть аккумулятора расплавленным битумом. Когда битум застынет, выньте пробки.

Аккумулятор готов, осталось залить его электролитом.

Приобретите в магазине фототоваров поташ (химическая формула К2СО3, другие названия — калий углекислый, карбонат калия). Технические сорта поташа лучше не применять, так как они содержат много примесей. В 10 весовых частей дистиллированной или дождевой (в крайнем случае кипяченой) воды добавьте 5 весовых частей поташа, который должен полностью раствориться. Дайте раствору отстояться в течение 10 часов и отберите резиновой грушей чистый электролит, не затронув осадка.

Заливать электролит в аккумулятор надо пипеткой или резиновой грушей до тех пор, пока он перестанет впитываться в активную массу. Для более полного насыщения попробуйте часа через два долить еще, если масса впитает. Избыток электролита удалите пипеткой.

Один электрод присоедините к положительному (+), а другой к отрицательному (-) полюсу зарядного устройства — оно описано в пятом номере журнала за этот год. На клеммах сделайте соответствующую маркировку и при дальнейших зарядках строго придерживайтесь полярности. Напряжение зарядки не должно превышать 3,5 В на один аккумулятор. Зарядку следует закончить, как только напряжение на его электродах достигнет 2,0—2,4 В. Во время зарядки надо вынуть пробки из отверстий и добавить по нескольку капель воды. Закройте отверстия только после окончания зарядки. Средний зарядный ток для свинцово-поташного аккумулятора должен составлять 1 А на 1 дм2 поверхности любого электрода, а разрядный ток — в 5 раз меньше. Емкость аккумулятора достигает 1,5— 2,2 Ампер-часа на 100 граммов веса. Внутреннее сопротивление — от 0,08 до 0,15 Ом на 1 дм2 поверхности любого электрода.

В качестве сосудов для аккумулятора с успехом могут быть использованы, например, пластмассовые баночки для специй, которые продаются в любом магазине хозяйственных товаров.

При эксплуатации свинцово-поташных аккумуляторов придерживайтесь таких правил: оберегайте аккумулятор от резких ударов, не допускайте коротких замыканий в цепи, так как в этом случае в активной массе произойдут необратимые процессы и аккумулятор выйдет из строя; исправность аккумулятора проверяйте приборами или по накалу контрольной лампочки напряжением 3,5 В, но ни в коем случае не «на искру»; не доводите аккумулятор до глубокого разряда, своевременно ставьте его на зарядку: перед каждой зарядкой открывайте отверстия и заливайте в них по нескольку капель воды (желательно дистиллированной).

Воздушно-цинковый элемент

Предлагаем еще один тип источника тока — воздушно-цинковый элемент. Этот элемент не требует зарядки в процессе эксплуатации, что является весьма важным преимуществом перед аккумуляторами.

Воздушно-цинковый элемент сейчас — наиболее совершенный источник тока, так как он обладает сравнительно высокой удельной энергией (110—180 Вт-ч/кг), прост в изготовлении и эксплуатации и наиболее перспективен в смысле увеличения его удельных характеристик. Теоретически рассчитанная удельная мощность воздушно-цинкового элемента может достигать 880 Вт-ч/кг. Если будет достигнута хотя бы половина этой мощности, элемент станет весьма серьезным соперником двигателя внутреннего сгорания.

Очень важное преимущество воздушно-цинкового элемента — малое изменение напряжения при нагрузке по мере его разряда. Кроме того, такой элемент обладает значительной прочностью, так как его сосуд может быть изготовлен из стали.

Принцип работы воздушно-цинковых элементов основан на использовании электрохимической системы: цинк — раствор едкого калия — активированный уголь, адсорбирующий кислород воздуха. Подбирая составы электролита, активной массы электродов и выбирая оптимальную конструкцию элемента, можно значительно увеличить его удельную мощность.

рис. 6

Конструкция и технологический процесс изготовления воздушно-цинкового элемента почти ничем не отличаются от газового и свинцово-поташного. Устройство его показано на рисунке. В сосуде 1 размещены отрицательный цинковый электрод 2 и положительные электроды 5 из активированного угля. Положительные электроды — мешочного типа. По центру мешочка 4 вставляется стержень 9 из гальванического угля. Мешочек плотно заполняется активированным углем, верхняя часть завязывается вокруг стержня. Отрицательный электрод 2 представляет собой цинковую пластину толщиной 6—10 мм, в верхнем торце которой просверлено отверстие и нарезана резьба, куда заворачивается стальной стержень 6, имеющий на своем конце соответствующую резьбу. На все стержни электродов надеты клеммы 8, обеспечивающие надежный контакт. Между стенками сосуда и электродами проложены сепараторы 3 из гофрированного мипора или мипласта, которые можно взять из выбракованных мотоциклетных или автомобильных аккумуляторов, вымочить в течение 4—6 часов, после чего хорошо промыть проточной водой. В качестве сепараторов можно использовать сукно, тонкий войлок от валенок или стеклоткань.

Сверху элемент закрывается крышкой 7, в которой имеются сквозные пробки 10, через них пропускаются стержни электродов, а также глухая пробка 11 для заливки электролита.

Во время работы аккумулятора цинк постепенно растворяется электролитом. После полного разряда, когда израсходуется весь цинк, положительные электроды сохраняют свою работоспособность, и достаточно заменить отрицательный электрод, как аккумулятор вновь готов к работе.

В качестве электролита применяется 20-процентный раствор едкого калия в дистиллированной воде.

Электролит можно сохранять долго, если залить его в бутылку под самую пробку и стараться не взбалтывать.

Элемент можно неограниченно долго хранить в сухом состоянии, если при его изготовлении на дно заложить необходимое количество едкого калия и герметически закрыть пробкой 11. Чтобы привести такой элемент в действие, достаточно залить в отверстие дистиллированной воды так, чтобы она покрыла электроды.

Для увеличения срока службы цинковой пластины ее можно покрыть амальгамой ртути. В какую-либо фаянсовую или фарфоровую посуду налейте 20—30 г пятипроцентного раствора серной кислоты и капните несколько капель ртути. На дно посуды положите цинковую пластину и небольшим куском суконки или зубной щеткой втирайте ртуть в цинк до тех пор, пока ее поверхность не станет блестящей. Такой способ позволяет продлить срок службы отрицательной пластины в 10-20 раз.

Работать с ртутью необходимо в вытяжном шкафу или на открытом воздухе, так как пары ее ядовиты.

Для разборки элемента достаточно со стержней электродов снять клеммы 8, вынуть сквозные пробки 10, после чего легко снимается крышка 7 и можно заменить израсходованную цинковую пластину. При разборке элемента электролит должен быть удален, а внутренняя часть сосуда промыта проточной водой.

Емкость элемента можно значительно увеличить, если отрицательный электрод изготовить из пористого цинка.

Медно-окисный элемент

Медно-окисный элемент — прост, надежен в работе, способен давать большой разрядный ток при постоянном рабочем напряжении.

Удельная энергия медноокисного элемента составляет 52—70 Вт-ч/кг, что почти в три раза выше, чем у свинцово-кислотных аккумуляторов. Электродвижущая сила элемента 1,2 В. Напряжение во время разряда стабильно удерживается в пределах 0,65 В вплоть до отдачи 90—95% своей емкости. Лишь при отдаче последних 5—10% емкости напряжение элемента может снизиться до 0,5 В. Элемент допускает восстановление положительных электродов — нужно лишь нагреть их до 120—150°С в духовке или над жаровней. Восстановленная пористая медь легко окисляется кислородом воздуха, после чего электрод вновь готов к работе. Срок службы положительных электродов весьма велик, есть сведения, что они работали более 30 лет.

Возьмите несколько кусков неплотной стеклоткани — она должна пропускать воздух при продувании ртом без особых усилий. Если ткань плотная и воздух не проходит или продувается с большим усилием, вытяните пинцетом нити по всей плоскости — каждую третью-четвертую.

Сшейте из этих лоскутов три мешочка по размеру выбранного сосуда. Для сшивания можно использовать лишь нити этой же ткани, другие применять нельзя.

Теперь приготовьте окись меди. Ее количество вычислите из соотношения:

где CuO — количество окиси меди в граммах, a Zn — количество цинка в граммах, которое вы собираетесь использовать в своем элементе.

Если необходимо вычислить количество компонентов для получения заданной емкости элемента, можно использовать формулу:

G(CuO) = 2 * W,
G(Zn) = 1,5 * W,

где W — емкость элемента в Ампер-часах. Например, от элемента требуется получить емкость в 100 А-ч. Тогда нужно будет взять

G(CuO) = 2 * W = 2 * 100 = 200 г окиси меди,
G(Zn) = 1,5 * W = 1,5 * 100 = 150 г цинка.

Для приготовления окиси меди можно воспользоваться одним из трех способов.

Первый. В отделе фототоваров или в хозяйственном магазине приобретите соду (Na2CO3) и медный купорос (CuSO4). К насыщенному раствору медного купороса прибавляется насыщенный раствор соды. Смешивайте эти растворы в глубокой посуде, доливая соду небольшими порциями, так как смесь при этом сильно пучится, особенно если вы применяете пищевую соду.

Эту реакцию можно представить следующим выражением:

2CuSO4 + 2Na2CO3 + H2O = Cu2(OH)2CO3 + Na2SO4 + CO2.

Признаком окончания реакция служит полное просветление раствора медного купороса и выпадение зеленого осадка (углекислой меди). Осадок необходимо промыть, высушить, после чего высыпать на медную или железную пластину и прокалить. При этом зеленый порошок почернеет, то есть образуется окись меди:

Второй. К насыщенному раствору медного купороса добавляем понемногу столько раствора едкой щелочи (КОН или NaOH), чтобы раствор медного купороса стал совсем светлым. При этом образуется осадок бирюзового цвета — гидроокись меди. Смесь надо взболтать, дать ей отстояться и затем проверить по цвету отстоя, нет ли в ней свободного медного купороса. Если отстой будет несколько синеватым, следует прибавить еще некоторую порцию щелочи. После этого смесь надо подогреть до кипения. При подогревании выделяется безводная окись меди черного цвета. Ее надо промыть и высушить.

Третий. В насыщенный раствор медного купороса осторожно вливайте раствор аммиака (нашатырного спирта). Приобрести его можно в магазине хозяйственных товаров. Лучше, если он будет марки ЧДА, ХЧДА, Ч, но можно использовать и обыкновенный. Обычно крепость нашатырного спирта колеблется в очень широких пределах, поэтому определенную пропорцию привести невозможно. Просто добавляйте до тех пор, пока жидкость не начнет окрашиваться в темно-синий цвет и не появится осадок бирюзового цвета, — это и будет служить признаком окончания реакции. Полученный раствор взболтайте и прокипятите, пока осадок не приобретет черный цвет. Осадок выделите, промойте и хорошо просушите, после чего он готов к употреблению.

Для получения каждого грамма окиси меди во всех трех случаях надо взять 2 г медного купороса. Кроме того, по первому способу соды 1,3 г, по второму способу едкого натра 1,0 г или едкого кали 1,4 г, по третьему способу нашатырного спирта 1,0 г (в пересчете на 25-процентный).

Устройство элемента не отличается от предыдущих, оно видно на рисунке и не требует дополнительных пояснений.

В качестве электролита применяется 30-процентный раствор едкого кали, количество которого можно определить по формуле:

V = 5,18 * G(CuO),

где V — объем раствора едкого кали в см3, G(CuO) — вес окиси меди в граммах.

Например, для элемента в 100 А-ч требуется 200 г окиси меди. Количество электролита, необходимое для такого элемента, будет

V = 5,18 * G(CuO) = 5,18 * 200 = 1036 см3.

Для предупреждения саморазряда цинкового электрода и увеличения срока его службы в электролит полезно добавить немного тиосульфата натрия (Na2S2О3). Другие его названия: серноватистокислый натрий, гипосульфит. Тиосульфата натрия достаточно 3 г на 1 л электролита.

Рис. 7. Конструкция медно-окисного аккумулятора:
1 — цинковый (отрицательный) электрод, 2 — сосуд, 3 — сепараторы, 4 — стержень из гальванического угля, 5 — положительный электрод (окись меди), 6 — мешочек из стеклоткани, 7 — крышка, 8 — клемма, 9 — пробка сквозная, 10 — пробка заливная.

Ионисторы

В последние годы появился новый класс приборов, функционально близких к конденсаторам очень большой емкости; по существу — занимающих положение между конденсаторами и источниками питания. Это — ионисторы, конденсаторы с двойным электрическим слоем. Номинальное напряжение ионистора зависит от вида используемого в нем электролита и является для него максимально допустимым. Для получения более высокого рабочего напряжения ионисторы соединяют последовательно. Но делать это самостоятельно не рекомендуется — параметры ионисторов в такой связке должны быть очень близкими.

Внутреннее сопротивление Rвн ионистора может быть рассчитано по формуле: Rвн = U\Iкз,
где Rbh — в омах; U -напряжение на ионисторе, В; Iкз — ток короткого замыкания, А.

Для ионистора К58-3 (японский аналог DC — 2R4D225) Rbh = 10…100 ом.

Электрическую емкость ионистора рассчитывают по формуле:

С = I x t \ Uном,

где С — емкость, Ф; I -постоянный ток разрядки от Uном — номинальное напряжение ионистора, В; t — время разрядки от Uном до нуля, с;

Рис. 8. Ионисторы.

Важнейший параметр ионистора — ток утечки. Особенно при использовании его в качестве резервного источника питания. Габариты некоторых ионисторов, выпускаемых в России, показаны на рис. 8. Ионистор К58-9а представляет собой залитый компаундом ионистор К58-3 с приваренными проволочными выводами («+» маркирован черной точкой). Ионисторы К58-9б и К58-9в (японский аналог DB — 5R5D105) на напряжение 5 и 6,3 В состоят, соответственно, из двух и трех соединенных последовательно ионисторов К58-3. В принципе ионистор — неполярный прибор. Вывод «+» указывается для обозначения полярности остаточного напряжения после его зарядки на заводе изготовителе. Основные характеристики отечественных ионисторов приведены в таблице 2. Их рабочие температуры — -25…+70°С; отклонения емкости от номинальной – -20…+80%.

Таблица 2

Долговечность ионистора зависит от условий эксплуатации. Так, при работе под напряжением Uном при температуре окружающей среды +70°С гарантированная долговечность составит 500 часов. При работе под напряжением 0,8 Uном она увеличивается до 5000 часов. Если же напряжение на ионисторе не превышает 0,6 Uном, а температура окружающей среды — +40°С, то ионистор будет исправно работать не менее 40000 часов.

Рис. 9. Типовые разрядные характеристики ионисторов.

Рис. 10. Зависимость емкости ионистора от тока разряда.

Рис. 11. Зависимость тока зарядки от времени зарядки ионистора.

Рис. 12. Зависимость тока утечки ионистора от рабочего напряжения.

Обычная схема включения ионистора в качестве резервного источника питания приведена на рис. 13. Диод VD1 предотвращает разряд ионистора С1 при Uпит = 0. Резистор R1 ограничивает зарядный ток ионистора, защищая источник питания от перегрузки при включении. Он не потребуется, если источник питания выдерживает кратковременную нагрузку током 100…250 мА.

Рис. 13. Включение ионистора в качестве резервного источника питания.

Во многих случаях ионистр с успехом заменяет встраиваемые в прибор резервные источники питания. Весьма перспективен ионистор в качестве накопителя энергии при работе совместно с солнечными батареями. Здесь особенно ценна его некретичность к режиму заряда, практически неограниченное число циклов заряд-разряд. Ионистор не требует ухода в течении всего срока службы.

Ионикс свими руками

Работает ионикс на электрохимическом принципе. Значит, в его конструкции есть и электроды и электролит. Для электродов нам подойдут два кружочка из меди, латуни или нержавейки. Еще понадобится угольный порошок. Купите в хозяйственном магазине сменные угольные таблетки для водоочистителя «Родничок» и растолките их мелко-мелко. Электролит приготовим из обыкновенной воды, растворив в ней на 100 граммов 25 граммов поваренной соли.

Рис. 14. Устройство ионистора:
1, 5 – электроды; 2, 4 – угольно-электролитная обмазка, 3 – прокладка.

Смешайте раствор с угольным порошком до консистенции замазки и нанесите слоем в несколько миллиметров сначала на один электрод, потом на другой. Теперь очередь за прокладкой, которая должна разделить электроды так, чтобы электролит свободно проходил сквозь ее поры, а угольный порошок нет. Из наиболее распространенных материалов для такой цели подойдет обыкновенная промокашка, но можно поискать и что-нибудь попрочнее, например, кусочек поролона или стеклоткани. Начинка нашего ионикса готова. Остается найти ему подходящий кожух. Это может быть пластмассовая коробочка от косметического набора. Но не забудьте просверлить в ней дырочки и пропустить сквозь них проводки, припаянные к электродам. Закрываем коробочку. Подсоединяем проводки к электрической батарейке (необходимо напряжение не более 0,7 В; его нетрудно получить при помощи одного гальванического элемента и переменного сопротивления 0…20 Ом) и смотрим, произошла ли зарядка. При этом на разных электродах должна образоваться концентрация разнообразных ионов. Отсюда и названия: ионикс. Конечно, лучше всего проверить заряд на приборе, например, вольтметре. Заранее ясно, что одного элемента будет для нас недостаточно. Это зависит от величины от величины тока и напряжения, которые требуются электродвигателю. Если гирлянда из элементов, соединенных последовательно, будет получаться очень большая, попробуйте поэкспериментировать, меняя толщину угольно-электролитной обмазки, ее консистенцию, а также диаметры электродов.