تطوير بطارية الماء المالح Salt Water Battery

في التصميم التالي سنستخدم مسامير قلاوظ (البراغي) مجلفنة (المطلية بالزنك) وقضبان الكربون كأقطاب معدنية، وسنستخدم الماء المالح (مياه البحر) كمحلول كهربائي .

 

ملاحظة:

وجدنا أن قضبان الكربون أفضل من قضبان الجرافيت (عندما يكونان بنفس النقاوة) رغم أن كلا النوعين قد يحويان على نفس النقاوة من ناحية مادة الكربون. حيث يبدو أن مسامية قضبان الكربون أكبر  من مسامية قضبان الجرافيت اللماعة. لذا، فإن قضبان الكربون تقدم مساحة أكثر للتلامس مع المحلول الكهربائي مما تقدمه قضبان الجرافيت اللماعة، وبالتالي، تعطي مقاومة أقل، مما يعني بطارية أفضل .

وبما أن الكربون يعتبر موصلا جيدا للكهرباء، فإن التفاعل الكيميائي الحاصل عند أقطاب الكربون تكون معقدة أكثر فيما لو استخدمنا المعادن. وعلى أية حال، فإن النتائج الجيدة التي نحصل عليها بالكربون والزنك أكبر من تلك التي نحصل عليها عند استعمال النحاس والزنك. وفي هذه الحالة، سيكون معدن الزنك هو القطب السالب بينما سيمثل معدن الكربون القطب الموجب .

ولكي نحصل على طاقة مفيدة سنقوم بصنع أكثر من خلية واحدة، وسنقوم بتوصيل جميع الخلايا مع بعضها البعض، وبالتالي سيكون الجهد الكهربائي الناتج هو طاقة جميع هذه الخلايا .

 

المواد المطلوبة للتجربة

  1. ماء مالح (من الملح الذي تستعمله في البيت) أو ماء البحر إن كنت قريبا من البحر.
  2. قالب مكعبات الثلج (التي تضعها في الثلاجة المنزلية).
  3. عدد 12 قلم رصاص (من نوع 2B أو أنعم) لكل بطارية.
  4. مسامير قلاوظ (براغي) مجلفنة (المطلية بالزنك) بطول 5 سنتمتر لكل بطارية.
  5. لوح خشبي من أجل تثبيت الأقطاب.
  6. سلك نحاسي للربط بين الخلايا .

 

شكل رقم (1) : قالب مكعبات ثلج

 

أفكار أخري لتطوير البطارية

أسباب ضعف البطارية ومشكلاتها مع مرور الزمن:

  • تكون طبقة كيميائية علي الأقطاب .
  • تآكل الأقطاب .
  • تغير تركيز المحلول الإلكتروليتي .
  • سيولة السائل الإلكتروليتي .

 

البطارية التي قمنا بصناعتها فيما سبق قادرة على تشغيل أجهزة صغيرة. وبما أن البطارية هنا تقوم بتحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية فمع الزمن ستفقد فاعليتها، نتيجة التفاعلات الكيميائية الحاصلة .

طبقة الزنك الموجودة على المسمار القلاوظ (البرغي) قد تذوب مع الزمن، كما يمكن أن يشكل طبقة من هيدروكسيد الزنك (أو كلوريد الزنك) على القطب، وبالتالي تزداد مقاومته. لذا، من الضروري تنظيف الأقطاب المعدنية عند كل استعمال للبطارية لتخفيض المقاومة وكذلك إزالة المواد الكيميائية المتشكلة على سطحها .

من الأفكار الأخرى التي تتعلق بهذه التجربة هو تغيير نوع الأقطاب المعدنية (ما تأثير مساحة السطح للقطب المستعمل؟)، بالإضافة إلى تغيير نوع المحلول الكهربائي (مثل عصير البرتقال، الخل، الحمض  الكبريتي، أو البول) .

هل يعتمد التيار الناتج عن البطارية على تركيز المحلول الكهربائي؟ ما هو تأثير درجة الحرارة على المحلول الكهربائي في الخلايا؟ وإذا كان هناك تأثير، فما السبب في ذلك؟ لماذا تستطيع أن تجدد بطارية معينة عند تعريضها للحرارة ؟

 

من الأفكار الأخرى أيضا أن تصنع بطارية محمولة، وبمجرد غمرها في ماء البحر ثم إخراجها، تقوم بالعمل مجددا. تستطيع أن تفعل هذا باستخدام قطع صغيرة من الإسفنج بين الأقطاب، حيث أنه بمجرد خروج البطارية من البحر، فإن ماء البحر سيبقى ممتصاً من قبل قطع الإسفنج التي تحفظ بقاء ماء البحر بين الأقطاب، وبذلك تبقى البطارية في حالة عمل. لكن يجب أن تنتبه أن بقاء البطارية داخل الماء سيؤدي إلى حدوث قِصَر في الدارة. لذا، فبمجرد امتصاصها للماء يجب إخراجها فورا .

 

اكتمل الموضوع

 

handwave-yellow

مواضيع ذات صلة

 

 

مصادر الصور

شكل رقم (1) http://www.creative-science.org.uk/seabats/sea3.jpg

 

مصادر

1 http://industrial-design-software.blogspot.com.eg/2016/04/renewable-energy-systems-by-just-sea.html
2 http://www.isnaha.com/isnaha_new/%D8%A5%D8%B5%D9%86%D8%B9%D9%87%D8%A7/item/636-%D8%A8%D8%B7%D8%A7%D8%B1%D9%8A%D8%A9-%D9%85%D8%A7%D8%A1-%D8%A7%D9%84%D8%A8%D8%AD%D8%B1-%D8%A7%D9%84%D9%85%D8%A7%D8%A1-%D8%A7%D9%84%D8%A3%D8%AC%D8%A7%D8%AC

 

ملاحظة

إذا كان لديك اقتراح جيد ، فمن فضلك سجل اقتراحك في تعليق علي الموضوع .

أو راسلنا علي البريد التالي : info@inst-sim.com

مكتبة الطاقة الجديدة والمتجددة

أترك تعليق