Россия галимнәре химик калдыкларда эшли торган батарейка уйлап чыгарган
Д.И.Менделеев исемендәге Россия химия-технология университеты, Россия Фәннәр академиясенең Химик физика проблемалары институты һәм Россия Фәннәр академиясенең Физик химия һәм электр химиясе институты химиклары нейтральләштерелгән батарейка – ике сыекча, мисал өчен, яраксызланган кислота агынтысы һәм химик җитештерү селтесенең рН аермасы хисабына электр энергиясе генерацияләргә сәләтле җайланма уйлап чыгарган. Тикшерү нәтиҗәләре ChemSusChem журналында басылып чыккан.
Электролитлар дип аталган ике сыекчаның рН күрсәткечләре аермасы хисабыннан энергия килеп чыга торган нейтральләштерелгән батарейка концепциясе 1970 елларда барлыкка килгән, ләкин разряд алганда батарейкалар зур егәрлек бирмәве һәм шактый күләмдә энергия саклый алмавы аркасында җитәрлек дәрәҗәдә үсеш ала алмаган. Әмма аларның бер өстенлеге бар — электролитларның бәясе түбән, ә химик җитештерү калдыкларын һәм хәтта диңгез суын да шулар сыйфатында кулланып була.
Нейтральләштерелгән батарейка эшенең принцибы рН аерыла торган ике сыекча батарейка эченә төрле сыешлыклар аша кертелә. Физик яктан бер-берсенә катышмыйлар, ләкин электр-химик реакциягә керәләр, аларның продуктлары бер сыешлыктан икенчесенә күчә. Матдәләрнең шундый үзенчәлекле әйләнеше аркасында энергия бүленеп чыга яки, киресенчә, энергия туплана.
Тикшеренүчеләр сыекландырылган HCl һәм NaOH эретмәләрендә нейтральләштерелгән батарейка конструкциясен эшләгән. Төп идеясе водород электродларын файдаланудан гыйбарәт. Нәтиҗәдә, ике сыешлыкта да водород катнашында реакция күзәтелә, һәм нейтральләштерүнең суммар энергиясе нәкъ менә шулардан килеп чыга.
Бу системада водород агымы боҗралап хәрәкәт итә – заряд вакытында ул сул якта катодта аерылып чыга һәм уң якта анодта кулланыла. Электроннар агымы да нәкъ шул рәвешле боҗралап йөри — алар, киресенчә, уң яктан анодта бүленеп чыга, тышкы чылбырга үтеп керә, анда файдалы эш башкара, ә соңыннан, H+ торгызу реакциясендә катнашу өчен, катодка килә. Ниһаять, батарейканың урта өлешендә урнашкан өченче өлешенә кислота белән селте таркалганда барлыкка килгән Na+ һәм Cl- ионнары килә. Анда алар нейтральләштерү реакциясендә булырга тиешле NaCl тозына берләшә. Шул ук вакытта бу агымнарның барысын да кире якка җибәрергә мөмкин, ул чакта батарейка таркалмаячак, ә заряд алачак.
Авторлар мондый җайланмага яңа заряд бирүнең принципиаль мөмкин булуын раслаган, ә аның чагыштырма егәрлеге 6 мВт/см2 булган, бу – нейтральләштерелгән батарейкалар арасында иң зур күрсәткечләрнең берсе.