Удельная энергия медноокисного элемента составляет 52— 70 Вт-ч/кг, что почти в три раза выше, чем у свинцовокислотных 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: СuО/Zn— 1,33, где СuО — 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) = l,5*W=l,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 реакции 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:
Cu2(OH)2CO3 -->2CuO+H2O+CO2
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 калия 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 (Na2S2O3). Другие его названия: серноватистокислый натрий, гипосульфит. Тиосульфата натрия достаточно 3 г на 1 л. электролита.
И. ЧАРИЧАНСКИЙ,
г. Мелитополь
Читайте также: Газовый аккумулятор