Газовые аккумуляторы своими руками
Газовый аккумулятор своими руками
Kак самим построить газовый аккумулятор? 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 этом случае он хоть и разряжается, но без необратимых процессов в самом активном веществе, как в других типах аккумуляторов.Ниже приведена полная статья,посвященная газовым аккумуляторам.
В любом аккумуляторе есть положительные и отрицательные пластины с активным веществом, состоящим 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 этом 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, 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.
Конструкция самодельного газового аккумулятора показана на рисунке 1. В емкость 1 налит элетролит 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». 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 применять 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 — кисл о род. 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 нашей таблице, то увидите, что эти газы лучше остальных поглощаются углем.) Довольно высокие характеристики оправдывают конструктивное усложнение.
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 сода, 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, железистосинеродистыи калий (другие названия: ферроцианид калия, желтая кровяная соль; не спутайте с железосинеродистым калием — феррицианидом калия), медный купорос. И железистосинеродистыи 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, которые бывают в кабинетах химии. 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 остато к- это и будет насыщенный раствор.
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 или силу тока в пределах 0—5А. Силовой трансформатор можно использовать от старого радиоприемника или телевизора. На его выходе должно быть напряжение 20 В при силе тока 6 А.
Диоды и транзистор 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 дли измерения величины тока и напряжения.
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 (вам поможет учитель физики) параметры ваших аккумуляторов и их соответствие тому электродвигателю, который вы выберете.
И. ЧАРИЧАНСКИЙ, г. Мелитополь 1974г
Источник
Газовые аккумуляторы своими руками
Конечно, сейчас нет проблем с покупкой батареек и аккумуляторов, но, видимо, Вам будет интересно познакомиться
с конструкцией газового аккумулятора. Рассмотрим конструкцию самого простого аккумулятора. Конструкция
аккумулятора настолько проста, что ее сможет повторить любой человек.( что не мало важно, и уже обговаривалось в комментариях..)
1.емкость 5.15% раствор поваренной соли
2.крышка 6.мешочек с активированным углем
3.угольный стержень 7.клемма (хомутик)
4.активированный уголь 8.пробка
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 15мм. 
Аккумулятор. Простой самодельный аккумулятор.
Если добавить в раствор на каждый литр 1г борной кислоты и 2г сахара, то улучшится работа аккумулятора.
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 65г активированного угля. Смена электролита один раз в
1. Если стенки сосуда будут пропускать свет, то аккумулятор будет быстро разряжаться. Емкость снаружи можно
2. Воду лучше применять дистиллированную или растопить снег, так как водопроводная сильно минерализована, а
3. 15% раствор поваренной соли получается разведением 5 столовых ложек соли в одном литре воды.
ну и вот еще:
Самодельная батарейка
Если нет под рукой комплекта свежих батареек, можно сделать самодельный источник питания. Для этого Вам потребуются два угольных стержня от старой батарейки, два тканных мешочка диаметров 20. 25 мм и высотой 60 мм. В них устанавливаются стержни и наполняются активированным углем (дробленые медицинские таблетки).
В качестве электролита используется следующий раствор: в 1 л воды растворите 5 столовых ложек поваренной соли, 2 г борной кислоты и 3 г сахара.
Стенки стеклянной банки нужно покрасить черной краской.
Источник питания будет выдавать напряжение 1,5 В.
Источник
Как сделать простейший газовый аккумулятор
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.
● 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!
В целом же я результатами испытаний доволен и, возможно, к этой теме буду возвращаться еще не раз.
Источник