SZTUKA
Piękno i dobre samopoczucie
RZEMIOSŁO
KULTURA I HISTORIA
ROZRYWKA
ŚRODOWISKO
JEDZENIE I NAPOJE
INŻYNIERIA ODWROTNA
NAUKI
LEKKOATLETYKA
TECHNOLOGIA
URZĄDZENIA DO NOSZENIA
Bateria gazowa Grove'a
Przetłumaczone
Volt

Autor

Volt

3. wrzesień 2026SE
44
0
0
0
0

Bateria gazowa Grove'a

Każde ogniwo przed tym nosiło własne paliwo. Stos Volty zjadał swoje cynkowe krążki; ogniwo Daniella zjadało pręt cynkowy i roztwór siarczanu miedzi. Gdy metal się kończył, kończyło się ogniwo, a jedynym sposobem na więcej energii było zbudowanie większego. W 1839 roku William Robert Grove, adwokat uprawiający fizykę po godzinach, doniósł w Philosophical Magazine o czymś innym. Zanurzył do połowy dwie platynowe blaszki w rozcieńczonym kwasie siarkowym, a górną połowę jednej zamknął w wodorze, drugiej w tlenie. Ogniwo dawało około wolta bez żadnego zużywalnego metalu w środku: platyna pozostawała nietknięta, a zużywał się gaz. Ułożył pięćdziesiąt takich ogniw w to, co nazwał gazową baterią woltaiczną, i użył jej do elektrolizy wody, puszczając reakcję wstecz nią samą. To jest cała idea ogniwa paliwowego, a przyszła sto dwadzieścia lat za wcześnie. Powód jest w trzecim kroku: reakcja może zachodzić tylko wzdłuż linii, gdzie spotykają się gaz, ciecz i katalizator, a na gładkim drucie platynowym ta linia jest znikoma. Ogniwa Grove'a dawały dobre napięcie i prawie żadnego prądu. Wszystko późniejsze — czerń platynowa, porowate płyty Monda i Langera, ciśnieniowe elektrody niklowe Bacona, współczesny stos membranowy — atakuje ten jeden geometryczny problem. Grove nigdy tego nie opatentował. Opublikował to w liście i zajął się sporem o zasadę zachowania energii.
Średniozaawansowany
45 minut

Instrukcje

1

Zbuduj dwa gazowe półogniwa

Napełnij do połowy zlewkę 250 ml kwasem siarkowym 1 M (rozcieńcz 55 ml kwasu 50% do 500 ml, kwas DO wody, w okularach i rękawicach). Napełnij dwie probówki tym samym kwasem, odwróć je do zlewki nie wpuszczając powietrza i zamocuj wylotem w dół. Wprowadź do każdej probówki drut platynowy tak, by dolny koniec pozostał w cieczy, a górny w pustym szczycie probówki.

Materiały do tego kroku:

Kwas siarkowy 50 %Kwas siarkowy 50 %60 ml
Drut platynowyDrut platynowy2 sztuk
Woda destylowanaWoda destylowana500 ml

Potrzebne narzędzia:

Zlewka borokrzemowaZlewka borokrzemowa
Zestaw probówekZestaw probówek
Gogle laboratoryjneGogle laboratoryjne
Rękawice odporne na chemikaliaRękawice odporne na chemikalia
Zestaw statywu i łapek laboratoryjnychZestaw statywu i łapek laboratoryjnych
2

Naładuj ją własnym gazem, potem odczytaj

Podłącz oba druty platynowe do zasilacza 3 V na 60 sekund. Gaz zbiera się u góry probówek: wodór na drucie ujemnym, tlen na dodatnim, wodoru mniej więcej dwa razy więcej. Odłącz zasilacz i przyłóż multimetr wprost do tych samych dwóch drutów. Odczytuj napięcie bez obciążenia co 30 s przez pięć minut i zapisuj. Potem obciąż 1 kOhm i odczytaj napięcie ponownie: prąd to to napięcie podzielone przez 1000.

Potrzebne narzędzia:

Regulowany zasilacz warsztatowyRegulowany zasilacz warsztatowy
Multimetr cyfrowy klasy laboratoryjnejMultimetr cyfrowy klasy laboratoryjnej
Przewody pomiarowe z krokodylkamiPrzewody pomiarowe z krokodylkami
Zestaw oporników 1/4 WZestaw oporników 1/4 W
StoperStoper
3

Znajdź, co ją dławi

Twoje ogniwo trzyma przyzwoite napięcie i daje żałosny prąd. To własny wynik Grove'a i ma cztery możliwe przyczyny. Sprawdź je w tej kolejności: każdy test zmienia jedną rzecz, a odpowiedź nazywa wąskie gardło.

Flow

Loading...

Potrzebne narzędzia:

Multimetr cyfrowy klasy laboratoryjnejMultimetr cyfrowy klasy laboratoryjnej
4

Wolt, którego nie przekroczysz

Wczytywanie notatnika Jupyter…

Potrzebne narzędzia:

Komputer stacjonarnyKomputer stacjonarny
5

Historia i kontekst

Co opublikował Grove (1839, Philosophical Magazine ser. 3 t. 14): dwie elektrody platynowe, rozcieńczony kwas siarkowy, wodór nad jedną i tlen nad drugą, około wolta na ogniwo, pięćdziesiąt szeregowo. Patentu nigdy nie zgłoszono. Nazwa ogniwo paliwowe nie jest jego: ukuli ją Ludwig Mond i Carl Langer w 1889 roku dla wersji z porowatymi płytami i osnową trzymającą elektrolit. Współczesna specyfikacja wykonania (wyprowadzona, nie Grove'a): kwas siarkowy 1 M zamiast niepodanego przez niego stężenia, drut platynowy zamiast blaszek, zasilacz laboratoryjny zamiast drugiej baterii do wytworzenia gazu. Chemia bez zmian. Dlaczego czekało: platyna była jedynym użytecznym katalizatorem, a reakcja biegnie tylko tam, gdzie stykają się gaz, kwas i metal. Francis Bacon od 1932 do 1959 zastępował platynę porowatym niklem pod ciśnieniem i osiągnął 5 kW; to ta maszyna, nie Grove'a, jest przodkiem ogniw, które poleciały w programie Apollo. Uczciwie czytany Grove udowodnił zasadę i zostawił inżynierię otwartą na sto lat.

Materiały

3

Wymagane narzędzia

11

CC0 Domena publiczna

Ten plan jest udostępniany na licencji CC0. Możesz go swobodnie kopiować, modyfikować, rozpowszechniać i wykorzystywać do dowolnych celów, bez konieczności uzyskiwania zgody.

Wesprzyj Makera kupując produkty przez jego plan, za co zarabia Prowizja Makera ustalony przez sprzedawców, lub stwórz nową iterację tego planu i dołącz go jako połączenie w swoim własnym planie, aby dzielić się przychodami.

Dyskusja

(0)

Zaloguj się aby dołączyć do dyskusji

Ładowanie komentarzy...