Создана первая в мире «вечная» батарейка. она стоит дешевле литиевых аккумуляторов. видео

Как сделать аккумулятор своими руками: пошаговая инструкция

Аккумулятор или батарейку легко можно собрать в домашних условиях. Чтобы сделать батарейку, нужно подобрать инструмент.

Необходимые материалы и инструменты

Батарейка делается с помощью правильных металлов и оксидов. Выделяет электроэнергию с помощью химических реакций. Правильные инструменты и материалы:

• Мультиметр.
• Картон.
• Гофрированный картон.
• Паяльник.
• Свободная емкость.
• Наждачная бумага.

• Соль.
• Уксус 70%.
• Шайба из цинка диаметр 1см – 15 штук.
• Шайба из меди 1 см – 12штук.
• Термоусадочная трубка.
• Вода.

Процесс изготовления

Делать лучше все на улице, где все хорошо проветривается. Собирать батарейку нужно по точной инструкции. Если инструкцию не соблюдать, батарейка не заработает. Подключать провода по схеме.

Зачистка шайб
Одиннадцать медно-цинковых шайб очищают наждачкой для лучшей химической реакции. Шайбы выдают напряжения 0,15 в.

Подготовка электролита
Электролит делают с помощью воды, соли, уксуса. Раствор нужно смешать в пропорциях 120 мл воды, 4 столовые ложки соли, 30 мл уксуса 70%. Раствор нужно размешать и оставить на час.

Работа с картоном
Гофрокартон используют для правильного расстояния между шайбами. Картон нужно нарезать кружочками и кружочки замочить в растворе.

Растягивание трубки
Чтобы разместить медно-цинковые шайбы, трубке нужно придать диаметр. Делают с помощью иглогубцев растягивают трубку на 10% больше.

Тестирование устройства
На шайбы накладывают картон, пропитанный раствором. Мультиметр включают и черный провод подсоединяют к меди, красный к цинку. Мультиметр на экране может показывать 0.05-0.15 В.

Итоговая сборка батарейки
Сборка батарейки выглядит просто, нужно правильно установить шайбы по инструкции: медь, цинк, картон. Детали нужно ставить перпендикулярно к оси трубки. Потом нужно прогреть трубку и убрать излишки с батареи. Данная батарейка очень похожая на обычную батарейку.

Схемы соединения аккумуляторов в батарею

С простыми методами создания батарейки ознакомились, теперь переходим к батареям. Батареи смогут покрыть стандартные требования пользователя. Чтобы создать батарею, нужно понять как соединять батарейки, и что даст правильное соединения. Пример для правильного соединения будут батареи формата 18650 самые популярные:

• литий-ионный;
• напряжения 4,2-2,8 В;
• 1800-3200 мАч;
• Способы соединения разные и дают разную мощность в конце.

Например, последовательное соединение аккумуляторов при данном подключении источники тока складываются. И в аккумуляторе данного типа подключения будет емкость самого мощного аккумулятора 3,7 х 4 = 14,8 В, ёмкостью 1 800 мА•ч.

При подключении способом параллельным соединением аккумуляторов. Мощность всех батарей не меняется, а наоборот складываться и на выходе получаем производительный аккумулятор, пример 2 200 х 3 1 800 = 8 400 мА•ч.

Вы пробовали самостоятельно собрать батарею?

Уже да!Пока нет…

Платы для зарядки и защиты литиевых сборок

Литиевые аккумуляторы очень трепетные и не выдерживают перезаряд или наоборот, долгую разрядку. Для таких случаев сделали специальные платы, которые контролируют состояния батареи. Также в каждой такой плате есть контроллер, который при аварийных ситуациях отключает батареи.

Но в этих платах есть минус они предназначенные для одной батарейки, а не для связки.

Для связки батарей нужна плата типа BMS (Battery Management System). Данный тип оберегает сразу всю связку и имеет свои особенности. Например, если в связке разрядится одна батарейка контроллер покажет, что нужно ставить на зарядку, при зарядке одной батареи контролер её отключит, а остальные дальше будут заряжаться.

Демон Максвелла

Для иллюстрации второго начала термодинамики и для объяснения что это такое — перпетуум мобиле, Джеймс Максвелл придумал некое фантастическое существо, которое находится в замкнутом объеме и, как мячики для пинг-понга, бросает молекулы с большой температурой в одну сторону сосуда, а с маленькой температурой — в другую. В результате одна часть сосуда нагревается, а другая охлаждается без использования дополнительной энергии. Если пренебречь энергией, которую должен получать демон Максвелла, перед нами практически вечный двигатель. Остается придумать такого демона, который бы согласился работать, ничего не потребляя. Образ демона Максвелла встречается и в литературе. В романе братьев Стругацких «Понедельник начинается в субботу» демоны Максвелла открывают и закрывают двери НИИЧАВО. Кен Кизи использовал этот образ для демонстрации взаимоотношений добра и зла в человеческом обществе. Демон Максвелла «первого рода» есть и у Станислава Лема.

Устройства, которые работают вечно, продолжают изобретать до сих пор. И некоторым удается даже получить патент. Правда, патентные бюро избегают наименования «вечный двигатель», но суть от этого не меняется. Так, в 2005 г. американец Борис Вольфсон запатентовал некое устройство на основе антигравитации, которое, ничего не потребляя, создавало бы силу тяжести на борту космических кораблей, а в 1995 г. американский патент получил наш соотечественник Александр Фролов за «устройства для создания полезной работы без применения внешних источников».

Название «перпетуум мобиле» относится не только к физике и неким конструкциям. Его можно встретить и в музыке. Так называются быстрые музыкальные пьесы, которые как бы не кончаются. Пьеса с таким названием есть и у Шопена.

При исследованиях определенных квантовых процессов иногда кажется, что закон сохранения энергии нарушается. Потом физики дают этому объяснение, но какое-то время кажется, что чудо возможно. Перпетуум мобиле — что это такое, как ни чудо!

И такое чудо существует. Это вечное стремление человека двигаться к новым горизонтам, исследовать космос, подниматься на Эверест и спускаться в Марианскую впадину.

Как работает батарейка Карпена и из чего она состоит?

В научных кругах она носит название термоэлектрическая батарея. И способна работать при постоянной температуре окружающей среды. Научное сообщество не может признать факт существование вечного двигателя и поэтому отвергает изобретение.

Состав батарейки Карпена

Элемент питания содержит в себе несколько простых приспособлений:

1. 2 гальванических элемента.
2. Гальванометрический двигатель.
3. Выключатель.
4. Пластины.

Принцип действия батарейки Карпена

Гальванический элемент производит запуск двигателя и активируют выключатель. Каждые пол оборота происходит замыкание цепи, а затем ее размыкание. Грамотно подобранное время обращения движка позволяет полностью зарядиться батареям. При этом меняется их полярность. Двигатель и пластины выключателя нужны для того, чтобы показать миру что установка может работать практически вечно.

На картинке отображена конструкция батарейки Карпена.

Изначально автор с помощью выключателя и движка лишь хотел продемонстрировать что элементы питания способны постоянно вырабатывать ток.

Данное явление заинтересовало журналистов и в 2006 году у директора музея Дьяконеску решили взять интервью. В итоге батарейку Карпена сняли с привычного места и стали измерять параметры современным прибором. Наверняка это делали с помощью обычного мультиметра.

Было выяснено что данный энергетический источник заметно отличается от термоэлектрической батареи. Так как один электрод создан из платины, а другой из золота. Электролитом служит серная кислота самой высокой очистки.

Директор музея предположил если собрать аналог своими руками увеличить размеры установки, то на выходе можно получить куда больше 1 вольта.

Когда-то давно эту батарею показывали на научных выставках в Париже, Болоньи, Бухоресте. Были проведены разные исследования, но профессора так и не пришли к единому мнению почему батарейка Карпена до сих пор работает.

Что же утверждают ученые?

Более 50% специалистов, проработавших с этим источником тока, выдвинули такой вердикт что принцип работы основан на трансформации тепловой энергии в механическую работу. Дьяконеску и рад других специалистов не согласны с этим выводом. Они уверены, что эта батарея бросает вызов второму закону термодинамики и полностью его опровергает. Вечная батарейка или двигатель все-таки существует.

На данный момент денег на исследование Румынскому музею никто не дает, а поэтому еще неизвестно сколько изобретение будет пылиться на полках старого здания. На данный момент устройство нигде не демонстрируется и не показывается посетителям. Это связано опять же с финансовыми трудностями. Требуется нанять охрану и обеспечить ценному экспонату безопасность.

Батарейка из монет

Конструкцию из монет в качестве простейшего гальванического элемента также называют Вольтов столб. Для его изготовления понадобится:

• медные монеты (50 или 10 копеек);
• фольга;
• бумага;
• уксус или очень соленная вода.

Для красоты конструкции необходимо выбирать монеты одного номинала. Также перед экспериментом их ненадолго окунуть в уксус. Это устранит налет и загрязнения. После чего необходимо вырезать из бумаги и фольги элементы по форме монеток. Их количество должно быть на 2 меньше, чем монет.

Вольтов столб собирается так:

1. Бумага смачивается в растворе уксуса или соленной воды и прикрепляется к монетке.
2. Сверху на бумагу кладется круг из фольги.
3. Далее кладется следующая монетка.
4. Этапы повторяются пока не кончатся монеты в выбранном количестве.
5. Конструкция должна получиться такой, чтобы с одного конца была монета (+) последним элементом, а с другого фольга (-).

Чем больше монет будет задействовано в эксперименте, тем больше выдаст батарейка напряжения

Важно понимать, что после эксперимента монеты не будут пригодны для использования. Элементы покрываются ржавчиной

Заряд возникает из-за того, что помещенный между двумя металлами (фольга и монеты) электролит (уксус или солевой раствор) создает разницу потенциалов.

Батарейка в алюминиевой банке

Для создания батарейки своими руками в алюминиевой банке необходимо взять:

• алюминиевую банку (например, из под кока-колы);
• уголь от костра в виде крошки или пыли;
• свечка парафиновая;
• графитный стержень;
• соль и вода;
• пенопласт толщиной более 1 см.

Для начала необходимо отрезать у банки верхушку. После чего изготовить из пенопласта круг, подходящий ко дну банки. В круге необходимо проделать не сквозное отверстие для стержня. Пенопласт поместить на дно банки и воткнуть в него графит

Важно, чтобы стержень стоял ровно по центру банки. Пространство вокруг графитного стержня необходимо заполнить углем

После чего остается сделать солевой раствор взяв 0.5 литра воды и 3 ст. ложки поваренной соли. Раствор размешивать до тех пор, пока кристаллы соли не растворятся, лучше это делать в теплой воде. Залить электролит в банку и запечатать ее воском

Важно чтобы стержень из графита выглядывал за банку

Провода подключать к графитовому стержню (катод, плюс), и корпусу банки из алюминия (анод, минус). Для того, чтобы получить напряжение в 3 Вольт, необходимо последовательно подключить не менее 2 банок. Полученной батарейкой можно привезти в действие лампочку, калькулятор и часы. Также их можно заряжать.

Водяной вечный двигатель

Каждый может сделать вечный двигатель своими руками. Водяной – особенно. Для этого понадобится насос, не требующий энергии для своей работы, и две емкости: большая и меньшая. Пусть большая емкость будет на три четверти заполнена водой, а меньшая – пуста. Устройство насоса довольно простое.

Вам не составит большого труда сделать такой вечный двигатель своими руками, фото подтверждает его простоту. Это обычная колба с нижним обратным клапаном и Г-образной тонкой трубкой, вставленной в отверстие пробки колбы. Помещенный в емкость такой своеобразный насос будет перекачивать воду из одной емкости в другую. При этом работает только атмосферное давление.

Энергетическая машина Джо Ньюмана

В 1911 году Бюро патентов США выпустило огромный указ. Они больше не будут выдавать патенты на устройства вечных двигателей, поскольку кажется научно невозможным создать такое устройство. Для некоторых изобретателей это означало, что сражаться за признание своей работы законной наукой теперь будет немного сложнее.

В 1984 году Джо Ньюман попал на вечерний выпуск новостей CMS с Дэном Разером и показал нечто невероятное. Живущие во время нефтяного кризиса люди были в восторге от идеи изобретателя: он представил вечный двигатель, который работал и производил больше энергии, чем потреблял.

Ученые, впрочем, не поверили ни единому слову Ньюмана.

Национальное бюро стандартов испытало устройство ученого, состоящее по большей части из аккумуляторов, заряжаемых магнитом, вращающимся внутри катушки из провода. Во время испытаний все заявления Ньюмана оказались пустыми, хотя некоторые люди продолжали верить ученому. Поэтому он решил взять свою энергетическую машину и отправиться в тур, по дороге демонстрируя ее работу. Ньюман утверждал, что его машина выдает в 10 раз больше энергии, чем поглощает, то есть работает с КПД свыше 100%. Когда его патентные заявки были отвергнуты, а научное сообщество буквально выбросило его изобретение в лужу, горю его не было предела.

Будучи ученым-любителем, который даже не закончил среднюю школу, Ньюман не сдавался, даже когда никто не поддерживал его план. Убежденный, что Бог ниспослал ему машину, которая должна изменить человечество к лучшему, Ньюман всегда считал, что истинная ценность его машины всегда была сокрыта от властей предержащих.

Аккумулятор своими руками

Набравшись опыта в изготовлении практических конструкций батареек, можно попробовать свои силы в создании возобновляемого накопителя энергии – аккумуляторе. Для этого пригодятся навыки, приобретенные на предыдущем этапе.

Материалы и инструмент

Щелочной аккумулятор самостоятельно изготовить достаточно сложно, так как потребуются достаточно редкие реагенты – никель или кадмий (последний еще и токсичен). Свинцово-кислотный аккумулятор также непрост для домашнего изготовления. Да и свинец плюс его оксид далеко не безвредны, не говоря о серной кислоте.

Дома можно сделать аккумулятор на основе угольных электродов. Понадобится угольный стержень из старой пальчиковой батарейки и таблетки активированного угля, которые надо перемолоть в мелкий порошок. Сами угольные электроды в химических реакциях не участвуют, но на них выделяются при зарядке, хранятся и расходуются под нагрузкой водород и хлор. Поэтому такой аккумулятор называется газовым. Также понадобится сосуд из химически нейтрального материала – пластика или стекла.

Процесс изготовления

Для изготовления электродов сначала надо сшить два тканевых мешочка. В них вставляются графитовые стержни, и плотно набивается угольный порошок, приготовленный из таблеток активированного угля.

Готовые мешочки-электроды

Мешочки зашиваются так, чтобы концы стержней выглядывали наружу. Для подключения к электродам надо предусмотреть зажимы из металла. Дальше каждый мешочек надо плотно обмотать нитками. Чем плотнее они будут обмотаны, тем лучше будет контакт порошка со стержнями.

Электролит выполняется из поваренной соли – на 200 миллилитров воды 1..1,5 чайных ложки. Готовая жидкость заливается в сосуд, туда же вставляются мешочки с электродами и закрепляются каким-либо способом.

Конструкция газового аккумулятора

В начальный момент электроды не делятся на положительный и отрицательный, поэтому заряжать можно постоянным напряжением любой полярности уровнем около 5 вольт. Зарядка производится до тех пор, пока напряжение на электродах аккумулятора не достигнет 2,2..2,5 вольт.

Во время первой зарядки происходит формовка электродов. Один из них станет катодом, второй – анодом. Их надо пометить, и при последующих зарядках соблюдать полярность подключения зарядного устройства.

Самодельная батарейка из подручных средств

Изготовить элемент питания можно из материалов, свойства которых похожи на характеристики используемых в промышленных условиях веществ.

Из лимона

В роли электролита выступает кислота, содержащаяся в соке фрукта. Электроды делают из тонкой проволоки, гвоздей или игл. Железный элемент является анодом, медный – катодом. Лимон разрезают пополам и помещают в небольшую емкость (банку или стакан). Провода соединяют с электродами, зачищенные концы вводят в мякоть фрукта на расстоянии 1 см друг от друга.

Банка с электролитом

Используя этот метод, можно собрать устройство, напоминающее первый в мире аккумулятор. Электроды изготавливают из меди и алюминия. Элементы должны иметь большую площадь. Алюминиевый электрод соединяют с проводом с помощью зажима или болта, медный – припаивают. Детали погружают в банку на небольшом расстоянии друг от друга. Для фиксации применяют крышку с отверстиями. В качестве электролита используют такие составы:

Создание батарей своими руками.

1. Нашатырь. Вещество смешивается с водой в соотношении 1:2. Использовать нашатырный спирт в качестве электролита нельзя. Подходящее вещество (хлористый аммоний) имеет вид белого порошка без запаха. Его используют в качестве удобрения или флюса для пайки.
2. Раствор серной кислоты. Вещество смешивают с водой в соотношении 1:5. Нельзя наливать кислоту первой. В таком случае добавляемая вода закипает, брызги попадают на кожу и одежду человека.

Раствор наливают в стеклянную емкость так, чтобы расстояние до краев банки составляло не менее 2 мм. С помощью мультиметра замеряют сопротивление и вычисляют нужное количество батарей. Принцип действия самодельного элемента сходен с таковым у солевого источника питания.

Медные монеты

Электроды изготавливают из алюминия и меди, в качестве электролита используют уксусную кислоту 9%. Монеты очищают от загрязнений, выдерживая в уксусе. Из картона и фольги вырезают кружки. Картонные изделия вымачивают в растворе уксусной кислоты, они должны впитать электролит. Из кружков и монет выкладывают столбик.

Батарейка в пивной банке

Отрицательным выводом является корпус алюминиевой емкости, положительным – графитовый стержень. Также потребуются угольная пыль, пенопласт, вода, парафиновые свечи и соль. Верх банки снимают, из пенопласта вырезают кружок, который вставляют в емкость. Заранее проделывают отверстие для стержня. Последний устанавливают в центральной части банки. Оставшееся пространство заполняют угольной пылью. Материал пропитывают водным раствором соли (3 ст. л. продукта на 0,5 л воды). Края банки заливают парафином.

Картошка, соль и зубная паста

Батарейка из картошки предназначена для разового использования. Ее применяют для получения искры путем замыкания проводов. Для изготовления элемента потребуется крупная картофелина, изолированные медные кабели, соль, деревянные палочки и зубная паста. Сборку выполняют так:

1. Картофель разрезают на 2 равные части. В одной половине формируют выемку, куда добавляют соль и пасту.
2. Ингредиенты перемешивают до однородной консистенции. Электролит должен заполнить углубление.
3. В другой половине картофелины проделывают 2 отверстия на расстоянии 1-2 см. Они должны совпасть с заполненным углублением.
4. В отверстия вводят зачищенные концы проводов, половинки совмещают. Провода должны погрузиться в состав.
5. Части картофеля закрепляют зубочистками. Через несколько минут кабели замыкают, высекая искру для разведения огня.

Как повысить эффективность гравитационного устройства

Повысить эффективность гравитационного двигателя возможно с помощью изменения всей конструкции. То есть, вместо колеса, за основу можно взять, например, маятник. Для этого понадобится бачок, наполненный водой. Большое значение имеет правильный выбор параметров: размер емкости, плотность поплавка и жидкости в бачке, вес груза, а также обе высоты, обозначенные на рисунке.

Правильно выполненная конструкция будет работать до полного износа всех деталей и успешно выполнять свое предназначение в различных устройствах. Для повышения эффективности такого маятника рекомендуется несколько изменить его конструкцию. В процессе колебаний она будет вести себя по-другому.

В качестве груза используется цилиндр, разделенный на отсеки. В первом отсеке находится жидкость или ртуть, а также поплавок, наполненный воздухом. Другой отсек наполнен воздухом и содержит груз с жидкостью или ртутью. Этот груз соединяется с поплавком с помощью штока, в связи с этим, перемещение одного из них оказывает влияние на перемещение другого. То есть, груз и поплавок взаимно связаны между собой.

Жидкость, вытесненная поплавком, должна иметь вес, превышающий массу груза в воздушном отсеке. Размер поплавка выбирается таким образом, чтобы он не шатался внутри отсека с жидкостью. Это предотвратит поломку тока и уменьшит сопротивление.

Немного теории

Устройство «на пальцах»

Схематичное устройство гальванического элемента

Предположим, что мы имеем емкость с кислотой с погруженными в нее цинковым и медным электродами (рис). Когда элемент выдает электрический ток через внешнюю цепь, цинк на поверхности цинкового электрода растворяется в растворе. Атомы цинка растворяются в электролите как электрически заряженные ионы (Zn2+), оставляя в металле 2 отрицательно заряженных электрона (e—)

Zn → Zn2+ + 2e—

Эта реакция называется окислением.

Пока цинк попадает в электролит, два положительно заряженных иона водорода (H+) из электролита объединяются с двумя электронами на поверхности медного электрода и образуют молекулу водорода (H₂)

2H+ + 2e— → H₂ .

Эта реакция называется восстановлением.

Электроны, используемые на медном электроде для образования молекул водорода, передаются от цинкового электрода через внешний провод, соединяющий медный и цинковый электроды. Молекулы водорода, образующиеся на поверхности меди в результате реакции восстановления выделяются в виде газообразного водорода.

Об электролите

Напряжение на ячейке зависит от кислотности электролита, измеряемой по его pH. Уменьшение кислотности (увеличение pH) вызывает падение напряжения. Используемая кислота не влияет на напряжение, кроме как через значение pH. Это не так для сильнокислых электролитов (pH <3,4), когда цинковый электрод растворяется в электролите, даже при разомкнутой цепи. Две перечисленные выше окислительно-восстановительные реакции происходят только тогда, когда электрический заряд может переноситься через внешнюю цепь.

Об электродах

Из химии: ряд напряжений металлов используется на практике для относительной оценки химической активности металлов в реакциях с водными растворами солей и кислот и для оценки катодных и анодных процессов при электролизе. Восстановительная активность металлов (свойство отдавать электроны) уменьшается, а окислительная способность их катионов (свойство присоединять электроны) увеличивается в указанном ряду слева направо. Металлы, стоящие левее, являются более сильными восстановителями, чем металлы, расположенные правее: они вытесняют последние из растворов солей. Например, взаимодействие Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu возможно только в прямом направлении. Цинк вытесняет медь из водного раствора её соли. При этом цинковая пластинка растворяется, а металлическая медь выделяется из раствора.

Наиболее распространённые металлы расположены в ряду напряжений в следующей последовательности: Li, К, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Fe, Co, Ni, Sn, Pb, (H₂), Cu, Hg, Ag, Au.

Итого, чем дальше в этом ряду находятся металлы друг от друга, тем большее напряжение возникает между ними.

Теоретические выводы

1. Получается, что энергия исходит не от лимона или картофеля, а от химического изменения цинка, когда он растворяется в кислоте. 
2. Чем выше кислотность (меньше pH) электролита (но до pH <3,4), тем выше напряжение
3. Чем дальше в ряду напряжения металлов находятся друг от друга электроды, тем выше напряжение
4. Между одинаковыми электродами напряжение должно быть 0
5. О значимой силе тока в подобных экспериментах говорить не приходится. Она, конечно, прямо пропорциональна площади электродов, но площадь эта такова, что для получения аналога среднестатистического автомобильного аккумулятора потребовалось бы несколько миллионов ячеек из лимонов.

Можно приступать в проверке.

https://www.youtube.com/watch?v=M9QV62dypYEVideo can’t be loaded because JavaScript is disabled: Как сделана батарейка (https://www.youtube.com/watch?v=M9QV62dypYE)