Хотя батарейки сейчас не так уж и дороги, может случиться, что в отдаленной сельской местности у вас не окажется под рукой источника питания для радиоприемника, кварцевых часов или фонарика. Как же быть в такой, казалось бы, безвыходной ситуации. Помогут самодельные «батарейки».

Чтобы понять, что такое простейший источник тока, рассмотрим так называемый ряд активности металлов: К, Са, Мg, Аl, Мn, Сr, Fе, Сd, Со, Ni, Sn, Рb, Н (С), Сu, Аg, Нg, Аu. За условный «нуль» этой своеобразной шкалы принят водород, ближе всего к нему стоит графит. Важно, что чем дальше отстоят друг от друга металлы в этом ряду, тем больше разность электрических потенциалов, которую они способны обеспечить в электролите. В быту наиболее доступные из этих металлов: алюминий, цинк, железо, медь. Чистый алюминий можно заменить дюралюминием, цинк — оцинкованным железом, железо — сталью или чугуном, а медь — латунью или бронзой.

Настоящий гальванический элемент устроен сложно. В нем, помимо электролита и двух разнополярных электродов, содержится активная масса, сепаратор и деполяризатор. Самодельную батарейку можно изготовить попроще, использовав электролит и электроды. Выдаваемое батареей напряжение будет при этом, конечно, меньше, чем у источников тока промышленного изготовления.
Напомним также, что при погружении в электролит каждый последующий по ряду активности металл (относительно углерода) будет иметь положительный знак (плюс) относительно предыдущего – отрицательного (минуса). Ясно, что медный электрод будет иметь положительный знак по отношению к алюминиевому или цинковому.
На рисунке 1 изображена самодельная батарея, образованная тремя медными, тремя алюминиевыми дисками и тремя пористыми прокладками между ними. Прокладки можно изготовить из нескольких слоев туалетной или газетной бумаги. Предварительно все диски зачищают до блеска наждачной бумагой, а прокладки пропитывают морской или минеральной водой либо рассолом или маринадом. Важно, чтобы полюсные проводники были надежно припаяны припоем ПОС к крайним пластинам. Весь набор пластин и прокладок плотно стягивают резинкой.

Подобную «батарейку» автор изготовил из советских двухкопеечных монет (медный сплав) и алюминиевых монет ГДР достоинством 10 пфеннигов. От этой батареи удавалось питать простейший радиоприемник (рис. 2) на одном транзисторе. Сперва э.д.с. такого столбика монет составило приблизительно 1,8 В. Но спустя время напряжение постепенно снизилось. Дело в том, что электролит со временем высыхает, а на пластинах появляются отложения из не проводящих ток твердых частиц. Если поработавшую батарейку разобрать, почистить чернильным ластиком электроды, а потом вновь собрать, работоспособность ее восстановится. Разумеется, прокладки следует вновь заполнить электролитом.
Следует также помнить, что мощность самодельного источника определяется поверхностью электродов, соприкасающейся с электролитом. Чем обширнее эта поверхность, тем выше энергетические возможности источника питания.

Более «мощную» батарею можно составить из нескольких гальванических элементов (см. рис. 3). Каждый из них собирается в стеклянной банке вместимостью 0,5…1 л. Банку 1 заполняют промытым речным песком 2, в который помещен алюминиевый электрод 3 в виде пластины, свернутой в цилиндр, и штыревой цилиндрический электрод 4 из меди (латунь, бронза или графит). Электрод 4 наиболее просто изготовить из угольного стержня, извлеченного из отслужившего элемента 373 (R20) «Марс» или «плоской» батареи 3336 (ЗR12) «Планета». Но допустимо и наоборот, полый цилиндр изготовить из красной меди, а центральный электрод из дюралюминия. Заранее утрамбованный песок смачивают концентрированным раствором поваренной соли в воде. Полюсные выводы здесь должны быть надежными — на винтовых зажимах либо паяные. Такие элементы тоже нуждаются в периодической очистке и дозаправке. Каждый элемент выдает около 0,5…0,6 В. Если соединить их в батарею из 5…7 штук, то можно запитать одну-две лампы 2,5 В х 0,15 А или 3,5 В х 0,26 А от карманного фонаря, соединенные параллельно. подчас случается так, что один элемент истощается гораздо быстрее остальных, что нарушает работу в ней батареи. Чтобы избежать этой неприятности, параллельно каждому
элементу подключают германиевый диод серии Д7, подключенный катодом к плюсу, а анодом к минусу. Пока элемент выдает напряжение, диод закрыт и не влияет на работу батареи. Когда же какой-то элемент существенно истощается, диод шунтирует его, а питание нагрузки идет от остальных элементов батареи.
При работе гальванического элемента протекают окислительно-восстановительные реакции. Масса менее активного по ряду металла (скажем, алюминия) снижается, а более активного (меди) -наоборот, увеличивается. Дефицит ионов меди покрывается за счет положительных ионов, поступающих из электролита. С этой целью в него следует добавлять медный купорос.

Тогда элемент должен быть выполнен так (см. рис. 4). В стеклянную банку наливают рассол 2 и опускают на дно банки медный электрод 3, скрученный в виде спирали, а чуть выше помещают такой же спиральный электрод 4 из алюминиевой проволоки. Идущий на дно медный провод обязательно заключают в изоляционную ПВХ-трубочку 5, а на дно по центру помещают одну-две столовых ложки порошка медного купороса 6 в марлевом мешочке. После этого встряхивать и перемешивать содержимое банки уже нельзя. Купорос начнет медленно растворяться и концентрироваться на дне темно-синим слоем толщиной 20…30 мм.
При работе элемента из медного купороса выделяется металлическая медь, которая оседает на медном электроде. Темно-синий раствор постепенно бледнеет. Концентрацию ионов меди восстанавливают, добавляя по мере надобности медный купорос. Алюминиевый же электрод постепенно растворяется, загрязняя электролит. Поэтому через каждые 30…35 часов работы электролит заменяют новым, а в нерабочем режиме отрицательные электроды лучше всего из электролита извлекать.

В.БАННИКОВ
Журнал “Левша” №7-98г.