ИСКУССТВО
КРАСОТА И ЗДОРОВЬЕ
РЕМЕСЛО
КУЛЬТУРА И ИСТОРИЯ
РАЗВЛЕЧЕНИЯ
ЭКОЛОГИЯ
ЕДА И НАПИТКИ
ОБРАТНАЯ ИНЖЕНЕРИЯ
НАУКИ
СПОРТ
ТЕХНОЛОГИИ
НОСИМЫЕ УСТРОЙСТВА

Переведено
Газовая батарея Гроува
Любой элемент до этого носил своё топливо с собой. Вольтов столб съедал свои цинковые кружки; элемент Даниэля съедал цинковый стержень и раствор медного купороса. Кончился металл — кончился и элемент, а единственным способом получить больше энергии было собрать элемент побольше.
В 1839 году Уильям Роберт Гроув, адвокат, занимавшийся физикой в свободное время, сообщил в Philosophical Magazine о другом. Он наполовину погрузил две платиновые пластинки в разбавленную серную кислоту и запер верхнюю половину одной в водороде, а другой — в кислороде. Элемент давал около вольта, и внутри не было никакого расходуемого металла: платина оставалась нетронутой, расходовался газ. Он собрал пятьдесят таких элементов в то, что назвал газовой вольтовой батареей, и электролизовал ею воду, пустив реакцию вспять ею же самой.
Это и есть вся идея топливного элемента, и она пришла на сто двадцать лет раньше, чем ею смогли воспользоваться. Причина — в третьем шаге: реакция может идти только вдоль линии, где встречаются газ, жидкость и катализатор, а на гладкой платиновой проволоке эта линия исчезающе коротка. Элементы Гроува давали хорошее напряжение и почти никакого тока. Всё последующее — платиновая чернь, пористые пластины Монда и Лангера, никелевые электроды Бэкона под давлением, современная мембранная сборка — это атака на одну эту геометрическую задачу.
Гроув никогда её не патентовал. Он опубликовал её в письме и перешёл к спорам о сохранении энергии.
Средний
45 минут
Инструкции
1
1
Соберите две газовые полуячейки
Соберите две газовые полуячейки
Наполните наполовину стакан на 250 мл серной кислотой 1 М (разбавьте 55 мл 50-процентной кислоты до 500 мл, кислоту В воду, в очках и перчатках).
Наполните две пробирки той же кислотой, переверните их в стакан, не впуская воздух, и закрепите горлышком вниз. Проведите внутрь каждой пробирки платиновую проволоку так, чтобы её нижний конец оставался в жидкости, а верхний — в пустой верхушке пробирки.
Материалы для этого шага:
Sulfuric Acid - 50%60 мл
Platinum Wire2 штук
Distilled Water (Lab Grade)500 млНеобходимые инструменты:
Borosilicate Beaker
Test Tube Set
Lab Safety Goggles (Chemical Splash)
Chemical-Resistant Gloves
Lab Stand & Clamp Set2
2
Зарядите её собственным газом и снимите показания
Зарядите её собственным газом и снимите показания
Подключите обе платиновые проволоки к источнику 3 В на 60 секунд. Газ собирается вверху пробирок: водород на отрицательной проволоке, кислород на положительной, водорода примерно вдвое больше.
Отключите источник и приложите мультиметр прямо к тем же двум проволокам. Снимайте напряжение холостого хода каждые 30 с в течение пяти минут и записывайте. Затем нагрузите 1 кОм и снова снимите напряжение: ток — это напряжение, делённое на 1000.
Необходимые инструменты:
Adjustable Bench Power Supply
Digital Multimeter - Lab Grade
Alligator Clip Test Leads
1/4W Resistor Kit
Stopwatch3
3
Выясните, что её душит
Выясните, что её душит
Ваш элемент держит приличное напряжение и отдаёт жалкий ток. Это и есть собственный результат Гроува, и у него четыре возможные причины. Проверьте их в таком порядке: каждая проверка меняет одно, а ответ называет узкое место.
Flow
Loading...
Необходимые инструменты:
Digital Multimeter - Lab Grade4
4
Вольт, который нельзя превзойти
Вольт, который нельзя превзойти
Loading Jupyter Notebook...
Необходимые инструменты:
Desktop Computer5
5
История и контекст
История и контекст
Что опубликовал Гроув (1839, Philosophical Magazine, сер. 3, т. 14): два платиновых электрода, разбавленная серная кислота, водород над одним и кислород над другим, около вольта на элемент, пятьдесят последовательно. Патент никогда не подавался. Название топливный элемент не его: Людвиг Монд и Карл Лангер придумали его в 1889 году для варианта с пористыми пластинами и матрицей, удерживающей электролит.
Современная спецификация сборки (выведенная, не Гроува): серная кислота 1 М вместо неуказанной им крепости, платиновая проволока вместо пластинок и лабораторный источник вместо второй батареи для получения газа. Химия та же.
Почему это ждало: платина была единственным пригодным катализатором, а реакция идёт лишь там, где соприкасаются газ, кислота и металл. Фрэнсис Бэкон с 1932 по 1959 год заменял платину пористым никелем под давлением и дошёл до 5 кВт; предком элементов, летавших на Apollo, была именно та машина, а не машина Гроува. Честное прочтение Гроува: он доказал принцип и оставил инженерию открытой на столетие.
Материалы
3- Sulfuric Acid - 50%10% комиссия60 млЗаполнитель
- Platinum Wire100% комиссия2 штукЗаполнитель
- Distilled Water (Lab Grade)10% комиссия500 млЗаполнитель
Требуемые инструменты
11- Borosilicate Beaker10% комиссияЗаполнитель
- Test Tube Set10% комиссияЗаполнитель
- Lab Safety Goggles (Chemical Splash)10% комиссияЗаполнитель
- Chemical-Resistant Gloves10% комиссияЗаполнитель
- Lab Stand & Clamp Set10% комиссияЗаполнитель
- Заполнитель
- Digital Multimeter - Lab Grade10% комиссияЗаполнитель
- Alligator Clip Test Leads10% комиссияЗаполнитель
- 1/4W Resistor Kit10% комиссияЗаполнитель
- Desktop Computer100% комиссияЗаполнитель
Связанные чертежи
Эти чертежи делятся знаниями — техники, материалы или принципы
CC0 Общественное достояние
Этот чертёж выпущен под лицензией CC0. Вы можете свободно копировать, изменять, распространять и использовать эту работу в любых целях без запроса разрешения.
Поддержите мейкера, покупая товары через его чертёж, где он получает Комиссию мейкера установленную продавцами, или создайте новую итерацию этого чертежа и включите его как связь в свой чертёж для распределения дохода.


