Domhan ceallraí - cuid 3

Tosaíonn stair na gcadhnraí nua-aimseartha sa naoú haois déag, agus eascraíonn an chuid is mó de na dearaí a úsáidtear inniu ón aois seo. Léiríonn an staid seo, ar thaobh amháin, smaointe iontach eolaithe an ama sin, agus ar an taobh eile, na deacrachtaí a thagann chun cinn nuair a bhíonn samhlacha nua á bhforbairt.

Is beag rudaí atá chomh maith sin nach féidir iad a fheabhsú. Baineann an riail seo freisin le cadhnraí - athraíodh na samhlacha XNUMXú haois go leor uaireanta go dtí gur ghlac siad lena bhfoirm reatha. Baineann sé seo freisin le Cealla leclanche.

Nasc feabhsúcháin

Athraíodh dearadh an cheimiceora Francach Carl Gassner i múnla fíor-úsáideach: saor le táirgeadh agus sábháilte le húsáid. Mar sin féin, bhí fadhbanna fós ann - bhí sciath since na heiliminte creimthe ar theagmháil leis an leictrilít aigéadach ag líonadh an bhabhla, agus d'fhéadfadh an splancscáileán as an ábhar ionsaitheach damáiste a dhéanamh don fheiste faoi thiomáint. Tháinig an réiteach cónascadh dromchla inmheánach an chomhlachta since (sciath mearcair).

Go praiticiúil ní imoibríonn amalgam since le haigéid, ach coinníonn sé airíonna leictriceimiceacha uile miotail íon. Mar sin féin, mar gheall ar rialacháin chomhshaoil, tá an modh seo chun saol cille a leathnú á úsáid níos lú agus níos lú (b'fhéidir go bhfaighidh tú nó ar chealla saor ó mhearcair) (1).

2. Scéimreach cille alcaileach: 1) tithíocht (catóide luaidhe), 2) catóide ina bhfuil dé-ocsaíd mangainéise, 3) deighilteoir leictreoid, 4) anóid ina bhfuil KOH agus deannach since, 5) críochfort anóid, 6) séalaithe cille (inslitheoir leictreoid) . .

Bealach eile chun marthanacht agus saolré cille a mhéadú ná cur leis clóiríd since ZnCl₂ le haghaidh greamaigh cupáin a líonadh. Is minic a dtugtar Dualgas Trom ar chealla den dearadh seo agus (mar a thugann an t-ainm le fios) deartha chun níos mó gléasanna a bhfuil ocras orthu a chumhachtú.

Tháinig an cinn i réimse na gcadhnraí indiúscartha i 1955. cill alcaileach. aireagán innealtóir Ceanadach Lewis Urry, a úsáideann an chuideachta Energizer atá ann faoi láthair, tá struchtúr beagán difriúil ó struchtúr cille Leclanche.

Ar an gcéad dul síos, ní bhfaighidh tú catóide graifíte nó cupán since ann. Déantar an dá leictreoid i bhfoirm taois fhliuch scartha (tiúsóirí móide imoibrithe: is éard atá sa chatóid meascán de dhé-ocsaíd mhangainéise agus graifít, tá an anóid déanta as deannach since le meascán de hiodrocsaíd photaisiam), agus déantar a gcuid críochfoirt de. miotail (2). Mar sin féin, tá na frithghníomhartha a tharlaíonn le linn oibríochta an-chosúil leo siúd a tharlaíonn i gcill Leclanche.

Tasc. Déan "autopsy ceimiceach" ar an gcill alcaileach chun a chinneadh go bhfuil an t-ábhar go deimhin alcaileach (3). Cuimhnigh go bhfuil na réamhchúraimí céanna i bhfeidhm maidir le díchóimeáil na cille Leclanche. Chun an chill alcaileach a chinneadh, féach réimse an Chóid Battery.

3. Deimhníonn “gearrtha” na cille alcaileach an t-ábhar alcaile.

Cadhnraí homemade

4. Cadhnraí Ni-MH agus Ni-Cd Baile.

Tá cealla is féidir a athluchtú tar éis iad a úsáid ina sprioc ag dearthóirí ó thús na heolaíochta leictreachais, agus mar sin is iomaí cineál díobh.

Faoi láthair, is é ceann de na samhlacha a úsáidtear chun fearais tí beaga a chumhacht cadhnraí nicil-caidmiam. Tháinig a fhréamhshamhail i 1899, nuair a rinne aireagóir Sualannach é. Ernst Jungner Tá paitinn comhdaithe aige le haghaidh ceallraí nicil-caidmiam a d'fhéadfadh dul san iomaíocht le cadhnraí a úsáidtear go forleathan cheana féin i dtionscal na ngluaisteán. ceallraí aigéad luaidhe.

Is é anóid na cille ná caidmiam, is comhdhúil trífhiúsach nicil é an chatóid, is tuaslagán de hiodrocsaíd photaisiam é an leictrilít (i ndearaí "tirim" nua-aimseartha, greamaigh tiúsóir fliuch sáithithe le tuaslagán KOH). Tá voltas oibriúcháin de thart ar 1,2 V ag cadhnraí Ni-Cd (is é seo a n-ainmniú) - tá sé seo níos lú ná cealla indiúscartha, rud nach bhfuil, áfach, ina fhadhb don chuid is mó d'iarratais. Is é an buntáiste mór an cumas sruth suntasach (fiú roinnt aimpéar) agus raon leathan teochtaí oibriúcháin a ithe.

5. Roimh mhuirearú, seiceáil na ceanglais maidir le cineálacha éagsúla cadhnraí.

Is é an míbhuntáiste a bhaineann le cadhnraí nicil-caidmiam ná an "éifeacht chuimhne" ualach. Tarlaíonn sé seo nuair a athluchtaítear cadhnraí Ni-Cd páirteach go minic: iompraíonn an córas amhail is nach bhfuil a thoilleadh ach comhionann leis an muirear a athlánaítear le linn athluchtaithe. I roinnt cineálacha chargers, is féidir an “éifeacht cuimhne” a laghdú trí na cealla a mhuirearú i mód speisialta.

Dá bhrí sin, ba cheart cadhnraí nicil-caidmiam urscaoilte a mhuirearú i dtimthriall iomlán: an chéad urscaoileadh go hiomlán (ag baint úsáide as an fheidhm charger cuí) agus ansin muirear. Laghdaíonn athluchtú go minic freisin an saol dearaidh de 1000-1500 timthriall (is é seo líon na gcealla indiúscartha a chuirfear in ionad ceallraí aonair thar a shaolré, agus mar sin íocfaidh an costas ceannaigh níos airde as féin go leor uaireanta níos mó, gan trácht ar chur i bhfad). níos lú brú ar an gceallraí). timpeallacht le táirgeadh agus diúscairt cille).

Tá cealla Ni-Cd ina bhfuil caidmiam tocsaineach curtha in ionad cadhnraí hidríde miotail nicil (ainmniú Ni-MH). Tá a struchtúr cosúil le cadhnraí Ni-Cd, ach in ionad caidmiam, úsáidtear cóimhiotal miotail scagach (Ti, V, Cr, Fe, Ni, Zr, miotail tearc-chré) leis an gcumas hidrigin a ionsú (4). Tá voltas oibriúcháin na cille Ni-MH thart ar 1,2 V freisin, rud a ligeann dóibh iad a úsáid go hidirmhalartaithe le cadhnraí NiCd. Tá cumas na gcealla hidríde nicil-mhiotail níos mó ná cumas cealla nicil-caidmiam den mhéid céanna. Mar sin féin, féin-urscaoileadh córais NiMH níos tapúla. Tá dearaí nua-aimseartha ann cheana féin nach bhfuil an míbhuntáiste seo acu, ach tá siad i bhfad níos daoire ná samhlacha caighdeánacha.

Ní thaispeánann cadhnraí hidríde nicil-mhiotail “iarmhairt chuimhne” (is féidir cealla páirtscaoilte a athluchtú). Mar sin féin, ba cheart duit na ceanglais muirir de gach cineál a sheiceáil i gcónaí sna treoracha charger (5).

I gcás cadhnraí Ni-Cd agus Ni-MH, ní mholtar iad a dhíchóimeáil. Ar an gcéad dul síos, ní bhfaighidh muid aon rud úsáideach iontu. Ar an dara dul síos, ní eilimintí sábháilte iad nicil agus caidmiam. Ná glac rioscaí nach bhfuil gá leo agus ná fág diúscairt ag gairmithe oilte.

A rí na gceallraí, .i.

6. “Rí na gCadhnraí” ag obair.

...Ceallraí luaidhe-aigéad, a tógadh sa bhliain 1859 ag fisiceoir Francach Gastona Plantego (Sea, beidh an gléas 161 bliain d'aois i mbliana!). Tá thart ar 37% de thuaslagán aigéad sulfarach (VI) ag an leictrilít ceallraí, agus tá na leictreoidí luaidhe (anóid) agus luaidhe brataithe le sraith de dhé-ocsaíd luaidhe PbO.₂ (catóide). Le linn oibríochta, cruthaítear deascán de shulfáit luaidhe(II)(II)PbSO ar na leictreoidí₄. Nuair a bhíonn tú ag muirearú, tá voltas níos mó ná 2 volta ag cill amháin.

Ceallraí luaidhe tá na míbhuntáistí go léir aige i ndáiríre: meáchan suntasach, íogaireacht scaoilte agus teocht íseal, an gá atá le stóráil i stát luchtaithe, an baol sceitheadh ​​ionsaitheach leictrilít agus úsáid miotail tocsaineach. Ina theannta sin, éilíonn sé láimhseáil chúramach: seiceáil dlús an leictrilít, uisce a chur leis na seomraí (bain úsáid as uisce driogtha nó dí-ianaithe amháin), rialú voltais (d'fhéadfadh titim faoi bhun 1,8 V i seomra amháin damáiste a dhéanamh do na leictreoidí) agus modh luchtaithe speisialta.

Mar sin, cén fáth go bhfuil an struchtúr ársa fós in úsáid? Tá tréith an fhíor-rialóra – cumhacht ag “Rí na gCadhnraí”. Ciallaíonn tomhaltas ard reatha agus ardéifeachtúlacht fuinnimh suas le 75% (is féidir an méid seo fuinnimh a úsáidtear le haghaidh muirir a aisghabháil le linn oibriú), chomh maith le simplíocht dearaidh agus costais táirgthe íseal. ceallraí luaidhe a úsáidtear, ní hamháin chun innill dócháin inmheánaigh a thosú, ach freisin mar eilimint de sholáthar cumhachta éigeandála. In ainneoin a stair 160 bliain, tá an ceallraí luaidhe fós ag déanamh go maith agus níor cuireadh cineálacha eile de na feistí seo ina n-ionad (agus in éineacht leis, tá luaidhe féin, atá, a bhuíochas leis an gceallraí, ar cheann de na miotail a tháirgtear sa chuid is mó. cainníochtaí). Chomh fada agus a leanann mótair dócháin inneall-bhunaithe ag forbairt, ní dócha go mbeidh a seasamh faoi bhagairt (6).

Níor stop na haireagóirí riamh ag iarraidh athsholáthar a chruthú don cheallraí luaidhe-aigéad. Tháinig tóir ar chuid de na samhlacha agus úsáidtear iad fós i dtionscal na ngluaisteán. Ag tús an naoú haois déag agus an fichiú haois, cruthaíodh dearaí nár úsáideadh réiteach H.₂SO₄ach leictrilítí alcaileach. Sampla is ea an ceallraí nicil-caidmiam Ernst Jungner a thaispeántar thuas. Sa bhliain 1901 Thomas Alva Edison athraigh an dearadh chun iarann ​​a úsáid in ionad caidmiam. I gcomparáid le cadhnraí aigéad, tá samhlacha alcaileach i bhfad níos éadroime, is féidir leo oibriú ag teocht íseal agus níl siad chomh deacair a láimhseáil. Mar sin féin, tá a dtáirgeadh níos costasaí agus tá éifeachtacht fuinnimh níos ísle.

Mar sin, cad é seo chugainn?

Ar ndóigh, ní sceiteann earraí ar chadhnraí na ceisteanna. Ní phléann siad, mar shampla, na saincheisteanna a bhaineann le cealla litiam, a úsáidtear go minic freisin chun cumhacht a thabhairt do fhearais tí ar nós áireamháin nó motherboards ríomhaire. Is féidir leat tuilleadh eolais a fháil fúthu in alt Eanáir faoi Dhuais Nobel sa Cheimic na bliana seo caite, agus faoin bpáirt phraiticiúil - i mí (scartáil agus taithí san áireamh).

Tá ionchais mhaith ann do chealla, go háirithe cadhnraí. Tá an domhan ag éirí níos soghluaiste, agus ciallaíonn sé seo an gá atá le bheith neamhspleách ar cháblaí cumhachta. Dúshlán mór freisin é soláthar cumhachta éifeachtach a chinntiú d’fheithiclí leictreacha. – ionas gur féidir leo dul san iomaíocht le gluaisteáin a bhfuil innill dócháin inmheánaigh acu ó thaobh éifeachtúlachta de.

ceallraí accumulator

Chun sainaithint cineál cille a éascú, tugadh isteach cód alfa-uimhriúil speisialta. Maidir leis na cineálacha is coitianta a fhaightear inár dtithe le haghaidh fearais bheaga, tá an uimhir fhoirm-litir-litir-uimhir aige.

Agus tá:

– an chéad dhigit – líon na gceall; neamhaird a dhéanamh do chealla aonair;

– léiríonn an chéad litir an cineál cille. Nuair a bhíonn sé as láthair, tá tú ag déileáil leis an nasc Leclanche. Tá cineálacha cealla eile lipéadaithe mar seo a leanas:

C – cill litiam (an cineál is coitianta),

H – ceallraí Ni-MH,

K – ceallraí nicil-caidmiam,

L – cill alcaileach;

- léiríonn an litir seo a leanas cruth an naisc:

F - pláta,

R – sorcóireach,

P – ainmniú ginearálta naisc a bhfuil cruth seachas cruth sorcóireach orthu;

– léiríonn an uimhir nó na huimhreacha deiridh méid an naisc (luachanna na catalóige nó na toisí a léiríonn go díreach) (7).

7. Toisí cealla agus cadhnraí tóir.

Samplaí á marcáil:

R03
– cill graifíte since ar mhéid méar bhig. Ainmniúchán eile is ea AAA nó.

LR6 – cill alcaileach de mhéid méar. Ainmniúchán eile is ea AA nó.

HR14 – ceallraí Ni-MH; úsáidtear an litir C freisin chun méid a léiriú.

KR20 – Ceallra Ni-Cd, a bhfuil a mhéid marcáilte leis an litir D freisin.

3LR12 – ceallra comhréidh le voltas 4,5 V, comhdhéanta de thrí chill alcaileacha sorcóireacha.

6F22 – Ceallra 9 bholta ar a bhfuil sé chill réidh Leclanche.

CR2032 – cill litiam le trastomhas 20 mm agus tiús 3,2 mm.

Féach freisin: