Как создать аккумулятор в домашних условиях. Для умелых рук - самодельная батарейка

В этой статье мастер-самодельщик проведет нас по всем этапам сборки батареи, от выбора материала до окончательной сборки. Радиоуправляемые игрушки, батареи ноутбуков, медицинские приборы, электровелосипеды и даже электромобили используют аккумуляторы в основе которых элемент питания 18650.

Батарея 18650 (18*65 мм) - это размер литий-ионной батареи. Для сравнения обычные батарейки формата АА имею размер 14*50 мм. Конкретно эту сборку автор делал для замены свинцово-кислотного аккумулятора в изготовленной им ранее самоделки .

Видео:

Инструменты и материалы:
- ;
- ;
- ;
- ;
-Выключатель;
-Разъем;
- ;
-Винты 3M x 10 мм;
-Аппарат точечной контактной сварки;
-3D-принтер;
-Стриппер (инструмент для снятия изоляции);
-Фен;
-Мультиметр;
-Зарядное устройство для литий-ионных батарей;
-Защитные очки;
-Диэлектрические перчатки;

Некоторые инструменты можно заменить на более доступные.

Шаг первый: выбор аккумуляторов
Первым делом нужно выбрать правильные аккумуляторы. На рынке представлены разные батареи от $ 1 до $ 10. По утверждению автора лучшие аккумуляторы фирм Panasonic , Samsung , Sanyo и LG. По цене они дороже других, но зарекомендовали себя хорошим качеством и характеристиками.
Не советует автор покупать батареи с названиями Ultrafire, Surefire и Trustfire. Это батареи которые не прошли контроль качества на заводе и были куплены по бросовой цене и перепакованы под новым названием. Как правило в таких батареях отсутствует заявленная емкость и есть риск возгорания при заряде-разряде.
Для своей самоделки мастер использовал аккумуляторы фирмы Panasonic емкостью 3400 мАч.

Шаг второй: выбор никелевой полосы
Для соединения аккумулятор нужны никелевые полосы. На рынке представлены два продукта: никелированные металлические и никелевые полосы. Автор советует использовать никелевые полосы. Они подороже, но имеют низкое сопротивление и значит меньше греются, что влияет на срок службы батарей.

Шаг третий: точечная сварка или пайка
Для соединения батарей есть два способа пайка и точечная сварка. Лучший выбор точечная сварка. При точечной сварке батарея не перегревается. Но аппарат для сварки (такой, как у автора) стоит ок. 12 т.р. в зарубежном интернет-магазине и ок. 20 т.р. в российском интернет-магазине. Сам автор использует сварку, но подготовил несколько рекомендаций и для пайки.
При пайке к минимуму сведите контакт паяльника с батареей. Лучше использовать мощный паяльник (от 80 Вт) и быстро припаять, чем разогревать место припоя.

Шаг четвертый: проверка батарей
Перед соединением батарей нужно проверить отдельно каждую из них. Напряжение на батареях должно быть примерно одинаково. У новых качественных батарей напряжение составляет 3,5 В - 3,7 В. Такие батареи можно соединять, но лучше выравнять напряжение с помощью зарядного устройства. У б\у батарей разница напряжений будет еще больше.

Шаг пятый: расчет батарей
Для проекта мастеру нужна батарея с напряжением 11,1 В и емкостью 17000 мАч.
Емкость батареи 18650 составляет 3400 мАч. При параллельном соединении пяти аккумуляторов получаем емкость равную 17000 мАч. Обозначают такое соединение Р, в данном случае 5Р

Одна батарея имеет напряжения 3,7 В. Что бы получить 11,1 В нужно соединить последовательно три батареи. Обозначение S, в данном случае 3S.

Итак для получения нужных параметров нужно три секции, состоящих каждая из пяти параллельно соединенных аккумуляторов, соединить последовательно. Пакет 3S5P.

Шаг шестой: сборка батареи
Для сборки батареи мастер использует специальные пластиковые ячейки. Пластиковые ячейки обладают рядом преимуществ перед соединением их например, с помощью клеевого пистолета.
1.Легкая сборка любого количества.
2. Между аккумуляторами остается пространство для вентилирования.
3.Вибро и ударо прочность.

Собирает две ячейки 3*5. Устанавливает, в ячейку, первый пакет аккумуляторов 5S плюсом в верх,следующие пять минусом вверх и последний пять аккумуляторов снова плюсом вверх (см. фото).

Сверху устанавливает вторую ячейку.

Шаг седьмой: сварка
Отрезает четыре никелевые полосы, для параллельного соединение, с запасом в 10 мм. Отрезает десять полосок для последовательного соединения.

Укладывает длинную полоску на + контакты первой (при переворачивании она так и останется первой) параллельной ячейки 5Р. Приваривает полосу. Приваривает полоски одним концом к + третей ячейки другим к - второй. Приваривает длинную полосу к + третей ячейки (поверх пластинок). Переворачивает блок. Приваривает пластинки с обратной стороны учитывая, что теперь параллельно соединяем третью, а параллельно-последовательно первую и вторую секции (учитывая что ее перевернули).

Шаг восьмой: BMS (Battery Management System)
Сначала немного разберемся что такое BMS.
BMS (Battery Management System) – это электронная плата, которая ставится на аккумуляторную батарею с целью контроля процесса её заряда/разряда, мониторинга состояния аккумулятора и его элементов, контроля температуры, количества циклов заряда/разряда, защиты составных аккумуляторной батареи. Система управления и балансировки обеспечивает индивидуальный контроль напряжения и сопротивления каждого элемента аккумулятора, распределяет токи между составными аккумуляторной батареи во время зарядного процесса, контролирует ток разряда, определяет потерю емкости от дисбаланса, гарантирует безопасное подключение/отключение нагрузки.

На основе получаемых данных BMS выполняет балансировку заряда ячеек, защищает аккумулятор от короткого замыкания, перегрузки по току, перезаряда, переразряда (высокого и чрезмерно низкого напряжения каждой ячейки), перегрева и переохлаждения. Функциональность BMS позволяет не только улучшить режим эксплуатации аккумуляторных батарей, но и максимально увеличить срок их службы.

Важными параметрами платы является количество ячеек в ряду, в данном случае 3S, и максимальный разрядный ток, в данном случае 25 А. Для данного проекта мастер использовал плату со следующими параметрами :
Модель : HX-3S-FL25A-A
Диапазон перенапряжения: 4,25 ~ 4,35 В ± 0,05 В
Диапазон разрядного напряжения: 2,3 ~ 3,0 В ± 0,05 В
Максимальный рабочий ток: 0 ~ 25 А
Рабочая температура: -40 ℃ ~ + 50 ℃
Припаивает плату к концам батареи согласно схеме.

В этом видеоуроке мы покажем, как сделать аккумулятор своими руками. Для его изготовления нам понадобится небольшая емкость с крышкой, сода, вода, зарядное устройство.

Зальем в баночку от витамина воду, насыпаем в нее 1,5 чайных ложек пищевой соды. Хорошо перемешиваем раствор. Зачистим сварочный электрод от покрытия. Отрезаем от электрода два куска по 7 см. Загибаем концы этих заготовок. Вставляем эти заготовки в отверстия в крышке и закручиваем ее в бутылочку.

Зарядник подключаем к концам аккумулятора. Заряжаем аккумулятор 10 минут и проверяем работу самодельного аккумулятора. Предполагаемое напряжение на выходе 1,5-2,5 вольта. Этого питания хватит при зарядке 3 часа на 20 минут свечения светодиода. Чтобы не вздулся ваш аккумулятор, не делайте его герметичным.

Еще один способ изготовления самодельного аккумулятора

Самодельная аккумуляторная батарея из подручных материалов с минимумом инструментов. Представьте ситуацию, когда рядом нет нужных деталей, точнее, минимум имеется, но вы находитесь в полевых условиях, когда разнообразия нет. Придется экспериментально искусственно ограничить себя выбором материалов.

Возьмем за неимением меди в пластинах медную проволоку. Изоляцию удалим с помощью огня. Обрезок оцинкованного железа нарежем на одинаковые пластинки. Проводки с изоляцией для соединения цепи. Можно и без изоляции сразу взять токопроводящую проволоку. Надо найти также полиэтиленовую бутылку, подойдет любой диэлектрик. Токопроводящий жидкий раствор (соляной либо кислотный, щелочной). Одноразовые стаканчики.

Для начала отожженную на огне проволоку для увеличения площади скручиваем в цилиндр. Из оцинковки нарезаем по шаблону одинаковые пластинки и сворачиваем в цилиндры (уголок загибаем, чтобы зажать в нем контактный провод).

Из пластиковой бутылки нарезаем прокладочный материал, который будет располагаться между медью и оцинковкой. Собираем элементы батареи, один конец провода закрепляем на нити, другой на цинке и два одиночных. Один с медью – плюсовой и с цинком – минусовой.

Собираем батарею в последовательную цепь. Для начала попробуем залить раствор, насыщенный солью. В полевых условиях подойдет любой солевой раствор, моча и другое. Напряжение 7,74 вольта. Заменим солевой раствор на кислотный, в эксперименте использован уксус столовый. В полевых условиях для нашего подойдет прокисшее вино, настой из щавеля, морс из клюквы и другое. Напряжение 8,05 вольта.

Заменим на щелочной раствор, соду пищевую в природе можно попробовать заменить на золу, размещенную в воде (щёлок), но надо экспериментировать для проверки. Напряжение 9,65 вольта.

Итак подведем итог: среднем из 10 элементов получаем 8 вольт, один стаканчик равен 1,25 вольта. Чтобы уменьшить напряжение для зарядки телефона (5,5 вольта), уберем два стаканчика, процедура занимает 20 секунд. Или увеличим до 4,5 вольт, добавив 5 стаканчика. Так можно сделать аккумулятор, когда нет возможности купить его, своими руками.

Конечно, батарейку легко купить в любом магазине хозтоваров, электроники или в гипермаркете. Однако ради интересных опытов и получения знаний "школы жизни" все же стоит знать, как сделать батарейку своими руками. Тем более процесс такой работы весьма занимательный и несложный.

Батарейка из лимона: два варианта

Для первого варианта вам будет нужен:

• собственно лимон;
• оцинкованный гвоздь;
• 2 небольших отрезка медной проволоки;
• медная монетка;
• небольшая лампочка.

Процесс работы таков:

1. Сделайте на фрукте два надреза на некотором расстоянии друг от друга.
2. В один надрез поместите гвоздь, а в другой - монетку.
3. И к гвоздю, и к монете подсоедините по кусочку проволоки. Вторые концы этого импровизированного проводка должны соприкасаться с контактами лампочки.
4. И все - да будет свет!

Самодельную батарейку из кислого фрукта можно сделать и с помощью:

• одного того же лимона;
• канцелярской скрепки;
• лампочки;
• 2-х отрезков изолированной медной проволоки диаметром 0,2-0,5 мм и длиной 10 см.

Алгоритм следующий:

1. Зачистите 2-3 см изоляции на концах каждой из проволок.
2. Прикрепите оголенную часть одного проводка к скрепке.
3. Сделайте в лимоне два надреза в 2-3 см друг от друга - по ширине скрепки и для второго проводка. Вставьте эти элементы во фрукт.
4. Свободные кончики проволоки приложите к контактной части лампочки. Если она не загорелась, значит, выбранный лимон не достаточно мощен - последовательно соедините несколько фруктов между собой и повторите опыт.

Батарейка из картофеля

Запаситесь:

• двумя картофелинами;
• тремя проводами с зажимами;
• двумя хромированными гвоздями;
• двумя медными гвоздями.

Итак, как сделать батарейку из клубней:

1. Дайте условное обозначение каждой из картофелин - "А" и "Б".
2. В края каждого из клубней воткните по хромированному гвоздику.
3. В противоположный край - медный гвоздь. В теле картошек гвозди не должны пересекаться.
4. Возьмите какое-либо устройство, питающееся от батарейки, выньте ее и оставьте отсек открытым.
5. Первый провод должен соединить медный штырек клубня "А" с положительным полюсом в отсеке батарейки.
6. Второй провод соединяет хромированный штырек картофелины "В" с отрицательным полюсом.
7. Последний провод соединяет хромированный гвоздь клубня "А" с медным гвоздем клубня "Б".
8. Как только вы замкнете таким образом все провода, картошка начнет питать устройство энергией.

Картофель в этом опыте можно заменить на банан, авокадо или любой из цитрусовых.

Батарейка из фольги, картона и монеток

Перед тем как сделать батарейку, приготовьте:

• медные монетки;
• уксус;
• соль;
• картон;
• фольгу;
• скотч;
• два кусочка изолированной медной проволоки.

Все готово? За дело:

1. Сначала нужно капитально очистить монетки - для этого налейте уксус в стеклянную емкость, добавьте туда же соли и засыпьте деньги.
2. Как только поверхности монеток преобразились и заблестели, выньте их из тары, возьмите одну и 8-10 раз обведите ее контур на картоне.
3. Вырежьте картонные кругляшки по контуру. Затем поместите их в тару с уксусом на некоторое время.
4. Сложите фольгу несколько раз так, чтобы в итоге получилось 8-10 слоев. Обведите на ней монетку и также вырежьте круглые детали по контуру.
5. На этом этапе начните собирать батарейку. Делается это так: медная монета, картон, фольга. В таком порядке сложите в столбик все имеющиеся у вас компоненты. Завершающим слоем должна быть только монетка.
6. Снимите с кончиков проводков изоляцию.
7. Отрежьте небольшую полоску скотча, приклейте на нее один кончик проводка, сверху поставьте импровизированную батарейку, на нее - кончик второго проводка. Надежно закрепите конструкцию клейкой лентой.
8. Вторые кончики проволоки подсоедините к "+" и "-" устройства, которое необходимо напитать энергией.

Вечная батарейка

Приготовьте:

• стеклянную банку;
• серебряный элемент - например ложку;
• пищевую пленку;
• медный провод;
• 1 чайную ложку поваренной соды;
• 4 пузырька глицерина;
• 1 чайную ложку 6 % яблочного уксуса.

1. Плотно обмотайте ложку пищевой пленкой, оставив ее верхний и нижний конец слегка оголенным.
2. Теперь настало время обмотать ложку поверх пленки медной проволокой. Не забудьте оставить длинные концы в начале и в конце для контактов. Делайте пространство между витками.
3. И снова слой пленки, а за ним - проволоки таким же методом. Слоев "пленка-проволока" на этой импровизированной катушке должно быть не менее семи. Не затягивайте слои чересчур - пленка должна наматываться свободно.
4. В стеклянной банке подготовьте раствор из глицерина, соли и уксуса.
5. После того как соль растворится, в раствор можно погружать катушку. Как только жидкость помутнеет, "вечная" батарейка будет готова к эксплуатации. Срок ее службы напрямую зависит от содержания серебра в элементе-основе катушки.

Графитовый стержень: применение

Графитовая составляющая из старых батареек - это не только основа для нового источника энергии, но и элемент, который можно использовать для электросварки. Делается это по нехитрой схеме:

1. Заточите графитовый стержень из старой батарейки под углом в 30-40 градусов.
2. Зажимом типа "крокодил" с токонепроводящей ручкой подсоедините его к "+" и "-" источника переменного или постоянного тока.
3. К зачищенной детали подключить "0" и "-".
4. Электрод по мере выгорания необходимо периодически затачивать.

Как сделать батарейку дома? Потребуются подручные материалы, немного энтузиазма и усидчивости. В обмен вы получите альтернативные источники энергии.

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.

Как-же часто бывают ситуации, когда в походе, на даче или еще где-то нам требуется подзарядить телефон, или-же немного осветить. Чаще всего в походе, когда нужно экономить батарейки , нужно позвонить или еще что-то сделать. Так вот, давайте сделаем батарейку из того, что у нас имеется под рукой!

1. Батарейка из соляного раствора

Для изготовления гальванического элемента нам потребуется:
1) Большой сосуд (ведро, можно даже дырявое, или что-то в этом роде, можно даже полиэтиленовые пакеты)
2) Цинковую и медную пластину. Если нет пластин, то можно использовать и просто цинковую и медную проволоку, но пластины обладают большей площадью, и дают больший ток.
3) Земля. Да, можете взять и просто накопать земли.
4) Соляной раствор. Тут уж точных рекомендаций не дам. На ведро воды ну пол-пачки соли достаточно.

Все просто - засыпаем землю, втыкам электроды, поливаем, и на концах электродов вы увидите напряжение, порядка 0,5-1В. Конечно немного, но что вам мешает сделать батарею таких элементов? Для зарядки мобильника вполне хватит. Насыпали, залили и идете заниматься своими делами!

Хорошим вариантом самодельного элемента является воздушно-алюминиевый.
Для этого нужно взять алюминиевую фольгу-катод,салфетку пропитать соленой (или морской водой), пробовал также брать кислый флюс, в качестве анода-горка угольного порошка,я брал тонер от картреджей лазерного принтера. Напряжение составляет 0.5-1.0в при токе 10мА

2. Батарейка из фруктов и овощей

Чтобы сделать гальванический элемент нам необходимо: два электрода, окислитель, восстановитель и электролит.

Возьмем три пластинки: медную, железную и магниевую - они будут служить электродами. Чтобы измерить напряжение, нам необходим вольтметр, для этих целей вполне подойдет цифровой (или аналоговый) тестер. А в качестве "стакана" с электролитом мы используем большой и красивый... апельсин. Сок фруктов и овощей содержит растворенные электролиты - соли и органические кислоты. Их концентрация не очень высока, но нас это вполне устраивает.

Итак, положим апельсин на стол и воткнем в него три наших электрода (медный, железный и магниевый). К каждому из электродов предварительно прикрепите по проводку (для этого удобно пользоваться "крокодильчиками"). Теперь присоедините контакты тестера к медному и железному электроду. Прибор покажет напряжение около 0.4-0.5 В. Отсоедините контакт от железного электрода и подключите его к магниевому. Между медным и магниевым электродами возникнет разница потенциалов около 1.4-1.5 В - примерно как у "пальчиковой" батарейки. И наконец, гальванический элемент железо-магний даст напряжение около 0.8-0.9 В. Если поменять контакты местами, то показаниях прибора изменится знак ("+" на "-" или наоборот). Другими словами, ток потечет через вольтметр в противоположном направлении.

Вместо апельсина можно использовать грейпфрут, яблоко, лимон, луковицу, картофель и многие другие фрукты и овощи. Любопытно, что батарейки из апельсина, яблока, грейпфрута и луковицы давали довольно близкие значения напряжения - разница не превышала 0.1 В. Восстановителем в нашем случае служит железо или магний, окислителем - ионы водорода и кислород (которые содержатся в соке). Обратите внимание, что железо в гальваническом элементе медь-железо заряжено отрицательно, а в элементе железо-магний - положительно. Если у вас нет магния, эксперимент можно провести и с двумя электродами - медным и железным. Вместо железа можно взять цинк или кусочек оцинкованной жести. Цинковый электрод должен дать большую разность потенциалов с медью и меньшую с магнием.

В случае цитрусовых, эксперимент выглядит особенно красиво, если разрезать плод поперек, так, чтобы были видны "дольки" и вставить в них электроды (обычно так разрезают лимон). Если плод разрезать вдоль, это будет выглядеть не так эффектно.

Приведенные цифры не следует воспринимать как абсолютные. Напряжение нашей батарейки зависит от концентрации ионов водорода (а также - других ионов) в соке фруктов и овощей, скорости диффузии кислорода, состояния поверхности электродов и других факторов. Напряжение сделанной вами батарейки может значительно отличатся от того, что наблюдалось в данном эксперименте. Можно соединить несколько фруктовых батареек последовательно - это увеличит напряжение пропорционально количеству взятых фруктов.

Для батарейки из картошки подойдут те же самые материалы, но она даёт меньше напряжения по этому рекомендуется внутрь картошки добавить немного соли, эффект будет намного больше.

3. Батарейка из кофе (Nespresso батарейка)

В попытке показать миру важность сбора и утилизации ценных алюминиевых материалов, дизайнеры Mischer "Traxler из Вены разработали аккумуляторы от 700 использованных алюминиевых баночек и кофейной гущи для питания кварцевых часов. Разработанную конструкцию назвали «Nespresso Battery», установка изготовлена из старых алюминиевых баночек, кофейной гущи, полосок из меди и соленой воды.

На фото снизу:
- часы, как испытательный прибор
- соль
- молотый кофе
- провода
- медные пластины
- алюминиевые пластины
- стакан
- пластиковый разделитель из бутылки

В стакан кладём медную пластину (текстолит, монета, толстая проволока) и алюминиевую нарезку (из пивных банок). Чтобы медь с алюминием не соприкасались, ставим между ними разделитель из любого диэлектрика (пластик от бутылки, кофейная гуща), при этом он не должен мешать свободному протоку воды. К пластинам подсоединяем провода, один к медной и один к алюминиевой. Теперь возьмём воды и добавим туда несколько ложек соли, перемешаем их до полного растворения соли. Наливаем этот раствор в стакан. Всё батарейка сделана.

Кофейная гуща тут чисто для антуража, и чтобы можно было дать красивое название. А так её функция может быть использована для разделения проводников, можно вовсе отказаться от кофейной гущи.

4. Багдадская батарейка (Парфянская батарейка)

Небольшой парфянский сосуд был найден в Хужут-Рабу, в окрестностях современного Багдада (ныне Ирак), некогда являвшегося частью западных территорий Большого Ирана. В июне 1936 г. возле Багдада прокладывали новую железную дорогу - и рабочие обнаружили древнее захоронение. В процессе последующих раскопок выяснилось, что оно принадлежит к парфянскому периоду (ок. 250 г. до н.э. - 250 г. н.э.).

Одна из находок представляла собой глиняный сосуд с «пробкой» из асфальта. Сквозь «пробку» проходил железный стержень. Внутри сосуда стержень был опущен в медный цилиндр.

Впервые этот сосуд был описан немецким археологом Вильгельмом Кёнигом в 1938 г. - он посчитал его очень похожим на электрическую батарею, и опубликовал статью на эту тему в 1940 г.

По схожему принципу можно собрать свою батарейку. Берём "сосуд", который можно сделать из: глины, пластилина, бутылки, банки, стакана, вставляем в неё медную пластину закрученную в цилиндр, в этот цилиндр вставляем никелированный гвоздь. Эти пластина и гвоздь являются электродами, они должны немного выглядывать из банки. Для их закрепления в корпусе "сосуда" можно использовать: клей эпоксидный, пластилин, замазку для окон и т.д.

Теперь надо сделать электролит. Он может быть щелочной или кислотный. Для щёлочи надо сделать концентрированный раствор из: вода + соль или вода + сода. Для кислотного подайдёт разбавленная уксусная, щавелевая кислота в воде или можно использовать сок цитрусовых.

Заливаем электролит внутрь банки и тщательно закупориваем "сосуд". Всё Багдадская батарейка готова.

При наполнении такой модели электролитом, она может давать напряжение. В целом, в зависимости от вида электролита, напряжение, даваемое «батарейкой», варьируется от 0,5 до 2 вольт.

К сожалению, в связи с уничтожением множества иранских литературных источников и библиотек во время вражеских вторжений на территорию Ирана на протяжении столетий, не сохранилось никаких письменных сообщений о том, для чего именно служили такие сосуды. Все, известное нам о них сегодня - это только догадки.

5. Солнечная батарея

Начитавшись в безграничных просторах интернета про самодельные солнечные элементы, я решил провести свои "эксперименты" в этой области. Я расскажу вам о самом простом способе изготовления солнечных батарей своими руками.

Для начала я решил определиться с элементной базой. Для солнечного элемента нам надо P-N переходы. Они есть в диодах и транзисторах. Решено было выбрать кремниевые транзисторы КТ801. Они выпускались в металлическом корпусе и поэтому их можно открыть не портя кристалл. Достаточно надавить пассатижами на крышку и она отломается.

Теперь разберёмся в параметрах. При среднем дневном освещении, каждый наш транзистор выдаёт 0.53В (База - плюс, а Коллектор и Эмиттер - минусы). А дальше идёт один нюанс. Транзисторы 1972 года выпуска имеет большой белый кристалл, и выдают около 1.1мА. Транзисторы с 1973 по 1980гг. выпуска имеют большой кристалл с зелёным покрытием, и выдают около 0.9мА. Транзисторы выпускаемые позже имеют маленькие кристаллы и выдают всего 0.13мА.

Для эксперимента я использовал батарею из двух параллельных цепочек по 4 транзистора. Под нагрузкой она выдавала около 1.8В, 2-2.5мА. Это довольно скромные параметры, зато как говорится "на халяву". Питать такой батарейкой можно китайские наручные часы, или зарядить аккумулятор и питать светодиод, жучок и др.

Для удобства крепления и измерений можно закрепить транзисторы на печатной плате как на рисунке ниже. Моё устройство выполнено навесным монтажом, так как это ускоряет сборку.

6. Монетно-энергетическая батарейка

Вроде бы конструкция стандартна, цинково-медные контакты и подсоленная вода, но тут интересна сама конструкция батарейки.

Нам понадобится:

Лоток для льда
- монеты из меди/медного сплава
- монеты из никеля/алюминиевой бронзы/цинка
- скрепки
- соль
- вода
- светодиод (для проверки)

Чтобы получить батарею, необходимо соединить монеты в электроды и залить их электролитом. В каждой ячейке лотка необходимо разместить две монеты из разных сплавов, например медную и никелевую. Далее соединяем последовательно все ячейки с помощью скрепки. Прижимая к одной стороне стенки медную монету, а с другой никелевую закрепляем их скрепкой. После этого в каждый лоток необходимо залить электролит: соль+вода. Обратите внимание на концы лотка, так как ячейки идут в два ряда то, с одной стороны нам надо их соединить, а с другой должно остаться без соединения.

Теперь проверяем работоспособность батареи с помощью диода или мультиметра, для этого замыкаем им две не соединённые ячейки.

Одна ячейка производит электричество напряжением 0,5 в, а соединённые в одну батарею - 2 в и 110 мА. По этому желательно один электролит на все ячейки, а не разнородный.

Особенности:

1. Ячейка должна быть полностью залита электролитом, но контакт должен быть только с монетой, а не скрепкой.
2. Одна из пар ячеек не должна замыкаться между собой.
3. Цинковые монеты используются в качестве положительных электродов, а медные - отрицательные.
4. Монеты должны быть из разных металлов/сплавов (медь и никель), желательно так же отсутствие одинаковых примесей в сплавах.

7. Самодельный аккумулятор

Теперь мы изготовим достаточно простое устройство, а точнее источник питания - самодельный аккумулятор напряжения. Как известно, два разных металла погруженные в раствор электролита, способны в себе накапливать электрический ток. В качестве электродов было решено использовать медную и алюминиевую фольгу (на мой взгляд они самые доступные).

Кроме фольги нам еще понадобится - лист бумаги, прозрачный скотч и сам сосуд, в котором мы поместим банку аккумулятора (очень удобно использование стеклянного сосуда из - под нафтизина или валериановых таблеток).

Смотрим на фотографии.

Фольги почти одинакового размера, только алюминиевая фольга чуть длиннее, причины этому нет, просто на медную фольгу легче нанести припой, чем на алюминиевую и провод к фольге не припаян, просто свернут в нее затем зажат при помощи плоскогубцев.

Далее обе фольги были завернуты в лист бумаги. Не допустимо касание металлов друг к другу, между ними ограждением служит лист бумаги. Затем фольги нужно взять вместе и завернуть в кружок и обмотать ниткой или прозрачным скотчем.

Затем изготовленный сверток нужно поместить в сосуд. После этого берем 50 мл воды и разбавляем в нее 10 - 20 граммов соли. Раствор хорошенько перемешиваем и подогреваем до тех пор, пока вся соль не расплавится.

После расплавления соли раствор заливаем в сосуд, где у нас готовая заготовка для нашего самодельного аккумулятора. После заливки ждем несколько минут и измеряем напряжение на проводах аккумулятора.

Забыл уточнить полярность аккумулятора, медная фольга - плюс питания, алюминиевая соответственно минус. Измерения покажут напряжение порядка 0,5-0,7 вольт. Но первоначальное напряжение ни о чем не говорит. Нужно зарядить наш аккумулятор. Заряжать можно от любого источника постоянного тока с напряжением 2,5-3 вольт, зарядка длится пол часа. После зарядки опять измеряем напряжение, оно возросло до 1,3 вольт и может достигать до 1,45 вольт. Максимальный ток такого самодельного аккумулятора может достигать до 350 миллиампер.

Можно изготовить несколько таких аккумуляторов и использовать как резервный источник питания скажем для светодиодной панели или фонаря. Для повышения мощности аккумулятора можно использовать фольгу больших размеров, но конечно такой самопальный аккумулятор держать заряд будет не очень долго (в течении одной недели заряд иссякнет), еще один минус - малый срок службы (не более 3 месяцев), поскольку на меди образуется оксид а во время процесса заряд-разряд алюминиевая фольга начинает поддаваться коррозии и постепенно разделится на мелкие кусочки, но думаю для экспериментов стоит попробовать собрать такой простенький аккумулятор.

8. Адаптер-переходник на постоянном токе

Имея немного свободного времени и желания, легко собрать из подручных материалов переходник-адаптер для питания различных гаджетов от внешнего источника питания. Что понравилось в данной статье, так это простота такого адаптера. Опишу подробнее технологию изготовления. Думаю, она окажется полезной кому-то ещё, тем более, что ничего сложно здесь нет абсолютно.

За материалом даже никуда не ходил. Как раз на столе валялась старая карточка МТС. Не зря же сто рублей платил. Померил, в аккурат подходит для изготовления модели одного аккумулятора для фотика.

Раскройка картона:

Даже обрезков осталось совсем немного.

Картон, что и надо - жесткий, толщина где-то 0.25 мм. Сделал разметку и надрезал по швам. Картон не прорезал насквозь, а примерно чуть больше половины толщины, чтобы легче было сгибать и клеить. Для контактов расклепал медную проволоку 1.5 квадратных миллиметра. Получилось примерно так.

Так выглядят контакты изнутри:

Припаял провода и проклеил все швы на два раза клеем ПВА "Момент СТОЛЯР". Швы тоненькие, поэтому пришлось мазать кончиком зубочистки терпеливо, по капельке… Хотя, если кому не терпится, можно и скотчем склеить.

Подключаем к "вампирчику" и работаем:

Подключил, всё заработало.

Пока обнаружилось только одно неудобство - провод. Толстый, тянется к фотоаппарату и к "вампирчику" Поэтому задумал пристроить к камере такой же аккумулятор, как в "вампирчике", только с защитой. Кстати, аккумуляторы с защитой здесь ставить не обязательно, т.к. фотоаппарат уже имеет встроенный измеритель уровня заряда и при разряде аккумулятора он просто не включится.

И не забывайте соблюдать полярность!!!

Дорогой посетитель. Если Вам нравятся страничка, поделитесь ею с друзьями