Гальванические элементы своими руками

Описываемый здесь способ дает возможность построить гальванический элемент, который будет обладать всеми свойствами кислотного аккумулятора.

 

Возьмем одну положительную и две отрицательные новые или старые аккумуляторные пластины. Они могут быть даже сильно сульфатированные, так как при последующей обработке пластины освобождаются от сульфата.

Перед обработкой старые отрицательные пластины следует продержать в течение получаса в горячей (50—60° С) воде, а положительную основательно промыть от остатка электролита, вымачивая ее по 15—20 мин. в нескольких переменах воды. Пробой допустимого остатка серной кислоты в массе пластины служит введение в последнюю промывную воду небольшого количества соды, причем выделение углекислоты должно быть едва заметным.

Опустим отрицательные пластины в сосуд с 10-процентным раствором серной кислоты и соединим их накоротко с тремя амальгамированными цинковыми пластинами, одна из которых

 

должна быть расположена между свинцовыми пластинами, а две другие — по обеим сторонам их. Таким образом, мы построим замкнутый на себя элемент, положительным электродом которого будут служить свинцовые пластины, а отрицательным — амальгамированный цинк, электролитом — раствор серной кислоты и деполяризатором — окислы свинца.

Так как наш элемент замкнут на себя, то в нем тотчас же начинаются реакции, в результате которых окислы свинца на отрицательной аккумуляторной пластине переходят в металлический свинец губчатого строения, способный удерживать в себе большое количество газа — водорода. Этот процесс назовем формированием пластин. В начале формирования отрицательных пластин электролит довольно сильно нагревается. Однако это не оказывает вредного влияния на пластины. Конец процесса формирования определяется по интенсивному выделению пузырьков газа (водорода) с поверхности свинцовых пластин.

Когда выделение водорода станет очень интенсивным, все пластины элемента надо разъединить. Затем надо вынуть из сосуда свинцовые пластины и быстро ополоснуть их слегка чистой водой и немедленно погрузить в приготовленный заранее сосуд будущего элемента, наполненный аккумуляторной серной кислотой, плотностью 25—26° по ареометру Боме. Эти свинцово-водородные пластины нельзя долго держать на воздухе, так как это приведет к резкому снижению их электрической емкости. Происходит это потому, что поглощенный пластиной водород очень энергично окисляется кислородом воздуха. После этого вынимаются из электролита и цинковые пластины, которые сохраняются для последующих зарядок.

Теперь надо приступить к формированию положительной аккумуляторной пластины. Для этого ее погружают в раствор хлорной извести. Этот раствор надо брать насыщенным и хорошо отстоявшимся до абсолютной прозрачности. С целью ускорения реакции раствор надо подогреть до температуры 25—30° С. Формирование длится 6—8 час., в течение этого времени все окислы свинца перейдут в двуокись (перекись) свинца. После этого пластину надо вынуть из раствора хлорной извести и тщательно промыть, вымачивая ее по 15—20 мин. в нескольких переменах воды до полного исчезновения запаха хлора. Пребывание положительной пластины на воздухе не причиняет ей вреда.

Элемент собирается в таком порядке. Не вынимая отрицательных пластин из сосуда с аккумуляторной кислотой, помещают между ними положительную пластину. Это надо делать

очень аккуратно и осторожно, следя за тем, чтобы положительная пластина не соприкоснулась с отрицательными пластинами. Для изоляции между этими пластинами надо проложить стеклянные палочки или трубки. Надо иметь в виду, что этот элемент дает очень большой силы ток. Следовательно, даже кратковременное короткое замыкание может причинить ему серьезный вред — разрядить и даже покоробить пластины. Обе отрицательные пластины, как и в аккумуляторе, должны быть между собой соединены (иметь общий токоотвод).

Изготовленный таким образом элемент ничем не отличается по своим электрическим качествам от обычного свинцового аккумулятора. Он даже обладает известным преимуществом перед обычным свинцовым аккумулятором, так как его можно разряжать до более низкого конечного напряжения, т. е. значительно ниже 1,8 А. Сульфитация пластин, начинающаяся при таком глубоком разряде, для этого элемента не опасна потому, что при последующей зарядке пластины опять восстанавливаются. Разряженный элемент опять заряжается описанным способом, как и при сборке нового элемента. Необходимо лишь предварительно промыть в воде положительную пластину, как это указано выше.

Остается добавить, что присутствие в электролите некоторого количества сернокислого цинка (продукт растворения цинка в серной кислоте), которым пропитаны слегка промытые отрицательные пластины, не отражается заметным образом на работе элемента. Это вызывает лишь незначительное повышение внутреннего сопротивления элемента. Лишь после 10—15 зарядно-разрядных циклов приходится заменять электролит свежим. Старый же электролит можно применять для зарядки отрицательных пластин.

Надо иметь в виду, что после каждого разряда элемента плотность электролита, как и в обычном аккумуляторе, понижается. Поэтому каждый раз для восстановления плотности приходится добавлять в электролит соответствующее количество концентрированной серной кислоты.

Такой элемент, конечно, можно заряжать и электрическим постоянным током, как обычный свинцовый аккумулятор.

Смотрите также: Как сделать аккумулятор