Ao pūhiko - wahanga 1

Ko te 2019 Nobel Prize in Chemistry i whakawhiwhia mo te whakawhanake i te hoahoa o nga pākahiko lithium-ion. Kaore i rite ki etahi o nga whakatau a te Komiti Nobel, kaore tenei i miharo - he rereke. Ko nga pākahiko Lithium-ion e kaha ana i nga waea atamai, rorohiko rorohiko, taputapu hiko kawe tae atu ki nga motuka hiko. Tokotoru nga kaiputaiao, a John Goodenough, Stanley Whittingham me Akira Yoshino, i tika te whiwhi tohu tohu, metara koura me te 9 miriona SEK mo te tohatoha. 

Ka taea e koe te panui atu mo te take o te tohu i roto i te putanga o mua o to maatau huringa matū - a ko te tuhinga ake i mutu me te panui o te whakaaturanga mo te take o nga pūtau me nga pākahiko. Kua tae ki te wa ki te pupuri i to oati.

Tuatahi, he whakamarama poto mo nga hapa whakaingoa.

hono koinei anake te ara iahiko e whakaputa ngaohiko.

Pūhiko he pūtau hono tika. Ko te whainga ko te whakanui ake i te ngaohiko, te kaha (te hiko ka taea te tango mai i te punaha), e rua ranei.

kamupene he pūtau, he pākahiko ranei ka taea te whakakii i te wa e pau ana. Ehara i nga maramara katoa enei taonga - he maha nga mea ka tukuna. I roto i te whaikorero o ia ra, ko nga kupu tuatahi e rua ka rerekee (ka pera ano i roto i te tuhinga), engari me mohio te tangata ki te rereketanga o enei kupu (1).

1. He pūtau ngā pākahiko.

Kare ano nga pākahiko i hangaia mo nga tekau tau kua hipa, he roa ake te hitori. Kua rongo pea koe mo te wheako Galvanie i Ngaohiko i te huringa o nga rau tau XNUMXth me XNUMXth, i tohu i te timatanga o te whakamahinga o te hiko hiko i roto i te ahupūngao me te matū. Heoi, i timata te hitori o te pākahiko i mua noa atu. He wa roa tera…

... roa i Baghdad

I te tau 1936 he tohunga whaipara tangata Tiamana Wilhelm Koenig I kitea he oko oneone e tata ana ki Baghdad no te rautau XNUMX BC. Ko te mea i kitea he mea rereke, i te mea kua tupu te ao i runga i te Uparati me Tigris mo nga mano tau.

Heoi, he mea ngaro nga mea o roto o te ipu: he pepa parahi kua waikuratia, he rakau rino, he toenga kapia maori. I pohehe a Koenig mo te kaupapa o te mahi toi tae noa ki tana mahara ki te toro ki te Alley of Jewelers i Baghdad. He rite nga hoahoa i whakamahia e nga kaitoi o te rohe ki te uhi i nga hua parahi ki nga konganuku utu nui. Ko te whakaaro he pākahiko tawhito tera i whakatenatena i etahi atu tohunga whaipara tangata kaore he tohu o te hiko i ora i taua wa.

Na (koira te ingoa o te mea i kitea) he mea tuturu tenei, he korero pakiwaitara ranei no te 1001 po? Ma te whakamatautau e whakatau.

Ka hiahia koe: te paraharaha parahi, te titi rino me te winika (kia mohiohia enei mea katoa i mohiotia me te waatea i nga wa o mua). Whakakapia te kapia ki te hiri i te ipu ka whakakapi ki te kirihou hei whakamatao.

Mahia te whakamatautau i roto i te ipurau, i te ipu ranei, ahakoa ma te whakamahi i te ipu oneone ka puta te reka o te whakamatautau. Ma te whakamahi i te kirikiri, horoia nga mata whakarewa mai i te tohu me te whakapiri waea ki runga.

Hurihia te pereti parahi ki roto i te pukapuka ka tuu ki roto i te ipu, ka kuhu te titi ki roto i te pukapuka. Ma te whakamahi i te kirihou, whakatikahia te pereti me te titi kia kore e pa tetahi ki tetahi (2). Ringihia te winika (tata ki te 5% otinga) ki roto i te ipu, ka ine i te ngaohiko i waenga i nga pito o nga waea e hono ana ki te pereti parahi me te titi rino. Tautuhia te taputapu hei ine i te ia DC. Ko tehea o nga pou te "piri" ko tehea te "iti" o te puna ngaohiko?

2. Tuhia he kape hou o te pākahiko mai Baghdad.

Ko te mita e whakaatu ana i te 0,5-0,7 V, no reira kei te mahi te pākahiko Baghdad! Kia mahara ko te pou pai o te punaha he parahi, he rino te pou kino (e whakaatu ana te mita i te uara ngaohiko pai i roto i te waahanga kotahi mo te hono i nga waea ki nga pito). Ka taea te tiki hiko mai i te kape i hangaia mo nga mahi whai hua? Ae, engari me hanga etahi atu tauira ka hono atu ki te raupapa kia nui ake te ngaohiko. Tata ki te 3 volts te hiahia o te LED - mena ka whiwhi koe i tera nui mai i to pākahiko, ka marama te LED.

I whakamatauria te pākahiko Baghdad mo tona kaha ki te hiko taputapu iti-rahi. He rite tonu nga whakamatautau i mahia i etahi tau ki muri e nga kaituhi o te kaupapa karakia MythBusters. Ko nga Mythbusters (kei te maumahara tonu koe ki a Arama raua ko Jamie?) I tae mai ano ki te whakatau ka taea te hanga hei papahiko tawhito.

Na i timata te mahi a te tangata me te hiko i te 2 tau ki muri? Ae me te kore. Ae, no te mea ahakoa ka taea te hoahoa i nga taputapu hiko. Kao, na te mea kaore i tino horahia te hanga - kaore he tangata e hiahia ana i tera wa, mo nga rautau maha kei te heke mai.

Hononga? He ngawari noa!

Horoia rawatia nga papa o nga papa whakarewa, waea ranei, konumohe, rino, aha atu. Whakauruhia nga tauira o nga konganuku rereke e rua ki roto i tetahi hua reka (e pai ai te rere o te hiko) kia kore ai e pa tetahi ki tetahi. Honoa nga awhi mita maha ki nga pito o nga waea e piri ana ki waho o nga hua, ka panuihia te ngaohiko i waenga. Hurihia nga momo konganuku (me nga hua) ka ngana tonu (3).

3. Pūtau hua (konumohe me nga hiko parahi).

I nga waahi katoa i hangaia nga hononga. He rereke nga uara o nga ngaohiko ine i runga i nga konganuku me nga hua i tangohia mo te whakamatautau. Ko te whakakotahi i nga pūtau hua ki roto i te pākahiko ka taea e koe te whakamahi ki te hiko i nga taputapu hiko iti (i tenei keehi, me iti te waa, ka taea e koe te tiki mai i to hoahoa).

Honoa nga pito o nga waea e piri ana ki waho o nga hua tino ki nga waea, a ko enei, ka huri, ki nga pito o te LED. Ina honoa e koe nga pou o te pākahiko ki nga "mutu" o te diode me te ngaohiko kua neke ake i tetahi paepae, ka marama te diode (he rereke nga ngoooo tuatahi o nga tae rereke, engari kia 3 volts ka nui. ).

Ko te puna hiko tino ataahua ko te maataki hiko - ka taea te mahi i runga i te "phiko hua" mo te wa roa (ahakoa he nui te whakawhirinaki ki te tauira o te mataaratanga).

Ko nga huawhenua kaore i te iti ake i nga hua ka taea e koe te hanga i te pākahiko mai i a raatau. No te mea? Tangohia etahi PICKLES me te nui o te parahi me te konumohe pepa, waea ranei (ka taea e koe te whakakapi ki nga whao maitai, engari ka iti ake te ngaohiko mai i te hononga kotahi). Huihuia he pākahiko ka whakamahia e koe ki te hiko i te ara iahiko whakauru mai i te pouaka puoro, ka waiata te kaiwaiata totoma!

He aha te kukama? Ko te tohe a Konstantin Ildefons Galchinsky: "Ki te kore te kukama e waiata me nga wa katoa, kare pea ia e kite i te hiahia o te rangi." Ko te ahua ka taea e te tohunga kemu te mahi i nga mea kaore ano nga kaitito i moemoea.

Pūhiko Bivouac

I roto i te ohorere, ka taea e koe te hoahoa i te pākahiko me te whakamahi ki te hiko i te LED. He pono, ka pouri te marama, engari he pai ake i te kore.

He aha e hiahia ana koe? He diode, engari ano he paepae tio, waea parahi, me nga whao rino, he wiri ranei (me horoi nga mata o nga konganuku kia pai ai te rere o te hiko). Tapahia te waea ka takai ki tetahi pito o te mahanga. Hangaia etahi whakatakotoranga maitai-parahi penei (8-10 ka nui).

Ringihia te oneone makuku ki roto i nga waahi o te pokepokea (ka taea ano e koe te ringihia te wai tote, ka iti ake te aukati hiko). Na, whakauruhia to hanganga ki roto i te kohao: me uru te wiri, te titi ranei ki tetahi rua, me te waea parahi ki tetahi atu. Whakanohoia nga mea e whai ake nei kia noho he rino i roto i te kohao kotahi me te parahi (kaore e taea e nga konganuku te pa ki a ratau). Ko te katoa ka hangaia he raupapa: maitai-parahi-para-para-parahi, aha atu. Whakaritea nga huānga kia takoto te rua tuatahi me te rua whakamutunga (ko nga mea anake kei roto nga konganuku takitahi) ki tetahi taha.

Ka tae mai te tihi.

Whakauruhia tetahi waewae o te diode ki te waahi tuatahi o te rarangi me tetahi waewae ki te taha whakamutunga. Kei te whiti?

Ki te pena, tena koe (4)! Ki te kore, rapua nga hapa. Ko te diode LED, kaore i rite ki te rama rama, me whai hononga polarity (kei te mohio koe ko tehea whakarewa te "whakapiri" ko tehea te "iti" o te pākahiko?). He nui ki te whakauru i nga waewae ki te huarahi ki te taha ki te whenua. Ko etahi atu take o te rahunga he iti rawa te ngaohiko (he iti rawa te 3 volts), he ara iahiko tuwhera, he ara iahiko poto ranei kei roto.

4. "Pikohiko whenua" kei te mahi.

I te keehi tuatahi, whakanuia te maha o nga waahanga. I te tuarua, tirohia te hononga i waenga i nga konganuku (me hiritia te whenua huri noa). I te keehi tuatoru, me whakarite kia kaua nga pito o te parahi me te rino e pa ki a raua i raro i te whenua, kia kaua hoki te oneone, moata ranei i makuku ai koe e hono ana ki nga rua tata.

He mea whakamere te whakamatautau me te "pakihiko whenua" me te whakaatu ka taea te whiwhi hiko mai i te kore rawa. Ahakoa karekau koe e whakamahi i tetahi hanganga hanga, ka taea e koe te whakamihiihi i nga tangata hararei ki o pukenga rite MacGyver (te maharatia ana e nga tohunga hangarau anake) me te rangatira o te oranga.

Me pehea te mahi a nga pūtau?

He konganuku (te hiko) ka rumakina ki roto i te otinga kawe (electrolyte) ka tukuna mai i reira. Ko te iti rawa o nga cation ka uru ki te otinga, ka noho tonu nga irahiko i roto i te whakarewa. E hia nga katote kei roto i te otinga me te maha o nga irahiko i roto i te whakarewa ka whakawhirinaki ki te momo whakarewa, te otinga, te mahana, me te maha atu o nga mea. Mena ka rukuhia nga konganuku rereke e rua ki roto i te electrolyte, ka puta he ngaohiko i waenganui i a raua na te rereke o nga irahiko. A, no te hono i nga hiko ki te waea, ka timata nga irahiko mai i te whakarewa me te nui o ratou (te hiko kino, ara, te anode pūtau) ka timata ki te rere ki roto i te whakarewa me te iti ake o ratou (hikohiko pai - cathode). O te akoranga, i roto i te mahi o te pūtau, me pupuri i te toenga: cation whakarewa i te anode haere ki te otinga, me te irahiko tukua ki te cathode tauhohe ki nga katote a tawhio noa. Ka kati te iahiko katoa e te electrolyte e whakarato ana i te kawe katote. Ko te kaha o nga irahiko e rere ana i roto i te kaikawe ka taea te whakamahi mo nga mahi whai hua.