Самодельные химические источники тока из подручных материалов

Земляные и солевые гальванические элементы

Простейший источник тока можно собрать буквально под ногами. Для земляной батареи требуется емкость (ведро, полиэтиленовый пакет), два разнородных проводника и влажный грунт

. При погружении цинковой и медной пластин (или проволоки) в землю, пролитую раствором поваренной соли (около половины пачки на ведро воды), элемент выдает напряжение порядка 0,5–1 В. На практике обычный оцинкованный болт и угольный стержень, воткнутые во влажную огородную почву, показывают напряжение до 1,16 В благодаря естественной минерализации грунта, однако отдаваемый ток без солевого раствора крайне мал.

Эффективность элемента возрастает, если отказаться от грунта в пользу водного раствора соли. Чем больше площадь погруженных пластин, тем выше сила тока: в объеме 10 литров с развитыми медными и цинковыми электродами можно получить существенные показатели тока. Добавление небольшого количества сахара продлевает срок службы электролита и облегчает последующую очистку пластин. Для увеличения емкости солевой раствор можно заменить раствором нашатыря или серной кислоты, а в качестве электродов использовать свинец или уголь.

Конструкции для длительного светодиодного освещения

Применение светодиодов позволяет организовать долговременную подсветку стоянки или жилья из минимума деталей . В одном из экспериментов гальваническая батарея была собрана из случайных предметов: четырех гвоздей/шурупов, двух серебряных колец, серебряной ложки, старинного медного пятака, проводов и соленой воды. Полученная цепочка обеспечивала непрерывное свечение диода на 3,6 В на протяжении более 60 часов.

Практичным решением для базового лагеря является батарея из нескольких пластиковых бутылок с алюминиевыми и медными проводниками. Рекомендуется заранее включать в аварийный комплект светодиоды с рабочим напряжением 2 В, 3,6 В или 12 В: они практически не имеют веса, тогда как остальные компоненты батареи всегда можно найти на месте.

Цитрусовые и пищевые батареи

В качестве источника кислоты для электролита подходят обычные лимоны, кислые яблоки или столовый уксус

. В лимон помещают два электрода: плюсовым служит медная монета или зачищенный медный провод толщиной от 1 мм, минусовым — обычный стальной или оцинкованный гвоздь

• Один лимонный элемент генерирует ЭДС около 0,9 В .
• По мере разряда напряжение падает; восстановить генерацию можно перетыканием электродов в свежую мякоть.
• Последовательное соединение четырех лимонов дает достаточное напряжение для питания белого светодиода с током до 5 мА .
• Матрица из лимонных элементов (6 последовательно, 10 параллельно) способна кратковременно запитать простой мобильный телефон (в тесте модель Nokia 1110i проработала 45 секунд во время звонка).

Аналогично функционирует комнатный элемент из стаканов с соленой водой, медных проводов и бытовой алюминиевой фольги для запекания , . Ячейка с полоской фольги 4 кв. см и оголенным на 2 см медным проводом дает 0,85 В и ток 3 мА , . Батарея из трех банок питает электромеханический будильник в течение 3–4 дней, пока фольга не разрушится в результате электрохимической реакции.

Медно-купоросные и металловоздушные системы

Для питания более серьезной нагрузки подходят специализированные схемы:

1. Медно-купоросный элемент. В упрощенной конструкции медь работает в паре с алюминием (например, от банок из-под напитков). Мощности такой сборки достаточно для уверенной зарядки мобильного телефона и работы светодиодного фонаря.

2. Металловоздушный источник. Промышленный или самодельный элемент на основе пластикового бака с катодной секцией и расходными магниевыми (либо цинковыми) анодами. На 1,5 литра воды засыпается 200–250 г поваренной соли. Одного комплекта магниевых анодов хватает на месяц работы лампы 12 В (12 Вт) по 3 часа в день, либо на 20 дней работы 12-вольтового телевизора, либо на полный цикл зарядки автомобильного аккумулятора емкостью 55 А·ч.

Газовые аккумуляторы и накопление энергии

Если химические батареи расходуют электроды безвозвратно, то для циклического сохранения энергии на долговременной стоянке можно собрать самодельный газовый аккумулятор (по схеме П. Стрелкова, «Пионер-электротехник», 1960 г.). Конструкция собирается из подручных средств: активированного угля, емкости с электролитом на основе хлорида натрия (раствор поваренной соли) и токовыводов из нержавеющей стали (столовые ложки, вилки). Обычная сталь непригодна из-за быстрой коррозии. Газовый аккумулятор нетребователен к току заряда и выступает доступным накопителем при наличии внешнего генератора.