ПРОСТЕЙШИЙ АККУМУЛЯТОР (Технология изготовления и испытание) → Мастерская

Конечно, сейчас нет проблем с покупкой батареек и аккумуляторов, но, видимо, вам будет интересно познакомиться с конструкцией газового аккумулятора. Она настолько проста, что ее сможет повторить любой человек (см. схему).

Конструкция аккумулятора понятна из рисунка. Непрозрачная емкость (1) с крышкой (2) наполнена электролитом — 15% раствором поваренной соли.



В емкость опущены два одинаковых электрода. Электрод состоит из угольного стержня, вокруг которого располагается мешочек (6) с активированным углем (4). Мешочки необходимо плотно обмотать нитками, чтобы обеспечить хороший контакт электрода с активированным углем. Толщина слоя активированного угля не должна превышать 15 мм.

Если добавить в раствор на каждый литр 1 г борной кислоты и 2 г сахара, то работа аккумулятора улучшится. Сахар добавляют при длительных циклах разряда.



Заряжают аккумулятор постоянным током из расчета 4,5 вольта на каждый элемент (банку). Время заряда — до 12 часов. Сигнал полного заряда — обильное выделение газов. Для того чтобы газы не «выдавливали» из емкости электролит, предусмотрена пробка, которую нужно при зарядке открыть. Чтобы получить емкость 1а*ч, нужно использовать 65 г активированного угля. Смена электролита — один раз в неделю.



Примечание

● Если стенки сосуда будут пропускать свет, то аккумулятор будет быстро разряжаться. Емкость снаружи можно покрасить.
● Воду лучше применять дистиллированную или растопить снег, т.к. водопроводная сильно минерализована, а это плохо.
● 15% раствор поваренной соли получается разведением 5 столовых ложек соли в одном литре воды.

Описанный в приведенной статье аккумулятор действительно настолько прост и состоит из, буквально, подножных составляющих, что невольно берет сомнение: а будет ли работать? Так что прежде чем тиснуть статью в группе, у меня зачесались руки испытать его в работе.

По сути, это топливный элемент, работающий на водороде, который вместе с кислородом запасается в пористом объеме угля в процессе электролиза во время зарядки. Выделение же газов в конце зарядки сигнализирует о перенасыщении угля газами.

Специально ничего не покупал, все нашлось дома. Угольные стержни выковырял из пары батареек типоразмера АА (цинк сохранил на будущее).



Активированный уголь в лесу не продается, а вот древесный добыть легко. Стало интересно получится ли с ним, поэтому использовал древесный уголь для мангалов. Отобрал, проверяя проводимость тестером, упомянутые в статье 65 грамм. Затем измельчил, так мелко насколько хватило терпенья, в ступке. На фото в стакане получилось примерно до слова «Сметана»!

Из куска старой футболки сострочил пару мешочков и набил их углем. Это — самый длительный и грязный процесс. Насыпал через воронку, свернутую из бумаги, затем утрамбовывал, пальчиком конечно же. В конце воткнул угольные стержни и обмотал все ниткой.

Электроды получились довольно плотненькие, весом по 36 г, диаметром около 35 мм, длиной — примерно по 75 мм.



Припаял провода, сунул в стакан, на всякий случай разгородив их сепаратором из деревянной щепки. Залил соляным раствором и дал примерно час времени пропитаться.

Заряжал от китайского маломощного блока питания с регулируемым напряжением. Выставил напряжение 4,7 В. Первый час стрелка амперметра колебалась между 200 и 250 мА, напряжение установилось 2,2 В. За последующие три часа ток с 200 мА упал до 195 мА, напряжение выросло до 2,58 В. Я не стал дожидаться появления пузыриков, так как время было позднее.

После отключения зарядного, напряжение на банке быстро упало до 1,54 В. Ток короткого замыкания удивил — аж 0,29 А! Я заметил что на холостом ходу напряжение очень медленно снижается, примерно на одну сотую вольта за пять минут. В коробке с хламом откопал лампочку от карманного фонарика на 3,5 В и с ее помощью нагрузил аккумулятор. За четыре минуты при разрядном токе 140 мА, напряжение упало до 0,885 В под нагрузкой. После того как разомкнул цепь, напряжение быстро поднялось до 1,37 В. Понятно, что из-за значительного внутреннего сопротивления аккумулятор не способен отдавать большой ток длительное время, хотя и обладает приличной емкостью.



Осталось проверить на саморазряд, ибо он показывает пугающие темпы. Я отключил все от аккумулятора и оставил на ночь. Все оказалось не так страшно. Я ожидал что за семь часов напряжение упадет до полувольта, а то и разрядится полностью. Но утром вольтметр бодренько показал 1,166 В, ток к.з. — 0,21 А, и я понял что и здесь все не так плохо. Можно продолжать играться дальше.

Итак, полученный аккумулятор на удивление работоспособен и показывает неплохие результаты. Его вполне можно применять как накопитель, к примеру, для ветрогенератора. При должном уходе, конечно же. Для начала стоит поработать над такими недостатками как значительный саморазряд и большое внутреннее сопротивление, из-за которого требуется несколько завышенное зарядное напряжение, что важно при зарядке от альтернативных источников энергии, и невозможно питать более-менее мощную нагрузку.



Пути решения вижу такие:

● Изолировать лаком и приподнять над электролитом металлические части электродов чтобы исключить замыкание тока через электролит.
● Вполне возможно, что это вовсе и не саморазряд, а какие-то процессы по выравниванию потенциалов, техника ведь грубая и неотесанная.
● Использовать угольные стержни с возможно большей площадью поверхности для лучшего контакта с активной массой. При этом выдерживать рекомендованную в статье толщину угольного слоя в 15 мм, а то и сделать меньше.
● Тщательнее выбирать (по минимальному омическому сопротивлению) и измельчать древесный уголь. Ступка — не самый удобный для этого инструмент!
● Попробовать рекомендованные добавки для электролита — сахар, борная кислота.
● Ну и курить этот вопрос в специальной литературе и на тематических форумах!

Источник