kemi batteri

Ficklampsbatteri

Syfte: Att tillverka och förstå hur ett brunstensbatteri är uppbyggt och hur det ger ström

Material: - 1 st 100ml bägare

- 1 st bit zinkplåt ca 4x7cm

- 1 st kolstav

- ca 30cm hushållspapper

- 2tsk brunsten

- 2tsk kolpulver

- 2tsk salmiak (ammoniumklorid)

- 50ml vatten

- 1 st sked

Hypotes: Eftersom vi ska försöka att tillverka ett batteri så måste det komma ut ström. Vi tror att det kommer vara mycket ström först men att batteriet kommer laddas ur ganska snabbt.

Genomförande & Resultat: Först rullade vi ihop zinkplåten så att den fick plats i bägaren. Sedan vek vi hushållspappret på mitten och lade manganoxiden och kolpulvret på pappret. Efter det lade vi kolstaven på pulverna och rullade ihop det så att det passade att ställa ner pappret i zinkplåten. Sedan gjorde vi en elektrolyt genom att blanda vattnet och ammoniumklorid i en bägare och när vi hällde i vattnet började det rycka ur bägaren. När elektrolyten var färdig blandad hällde vi det över hushållspappret som var i bägaren i zinkplåten. När bägaren stått i ca 30 sekunder mätte vi spänningen på batteriet med hjälp av en ampermätare. Vi fick då spänningen 50 A.

Riskanalys: Just den här labben innehåller inga farliga ämnen. Om man får i sig något av mängderna är det ingen större fara utan det är vid större doser som de påverkar hälsan. Se till att barn inte är nära det olika ämnena. Se även till att hantera bägaren varsamt om den är av glas för det kana vara så att den går sönder. Det är också bra om man har skyddskläder på sig så som skyddsrock, glasögon och handskar så att man inte får något på kläderna.

Felkällor: Det är viktigt att ta precis rätt mängd av alla ingredienser för annars får man kanske inte någon ström. Man ska vara försiktigt att pulvret inte ramlar utur pappret och att det inte är för mycket papper så att man inte hittar klostaven. Kontrollera även att amperemätaren fungerar så att man kan mäta strömmen så fort som möjligt för annars hinner batteriet ladda ur.

Slutsats & Diskussion: I labben skapade vi ett ficklampsbatteri. Kolstaven är batteriets pluspol som då blir spänningskällans anod. Ando är namnet på den pol där elektroner avges av elektrodmetallen som därmed omvandlas till metalljoner i elektrolyten. Zinkplåten är batteriets minuspol och blir då spännigskällans katod. Katod är namnet på den pol där elektrolyten tar upp elektroner och omvandlas till metall. Elektrolyten i batteriet är en substans eller lösning som innehåller fritt rörliga joner som gör ämnet elektrisk ledande. I vår labb var elektrolyten salmiaklösningen och den måste finnas mellan anod och katod så att ström kan uppstå. Det behövs även två olika metaller i ett batteri så att ström kan uppstå. Den ena måste vara ädlare än den andra.

Ett batteri är en beståndsdel som innehåller lagrad energi och gör den då tillgänglig i elektrisk form för andra beståndsdelar som kan ansluta sig till batteriet. Batterier är faktiskt celler. När flera celler kopplats ihop har man skapat ett batteri. En battericell består ungefär av tre kemiska aktiva beståndsdelar. Dom utgör två av cellens elektroder. Den negativa elektronen är anod och är oftast i metall. Den positiva elektronen är katod och är oftast metalloxid som är en sammansättning som bildas när en metall kemiskt förenas med syre.

I den här labben skapade vi ett alkaliskt batteri. I det alkaliska batterierna används zink som anod och manganoxid som katod. Som elektrolyt används en vattenhaltig lösning av kaliumhydroxid. Alkaliska batterier har fått sitt namn från kaliumhydroxiden som är ett alkaliskt ämne. Valet av material i battericellen är beroende på dess förmåga att ge eller ta elektronerna. Det är ett villkor till att en elektrisk ström ska kunna genereras.

Anodmaterialet är alltid olikt katodens material. Anoden har större förmåga att lämna ifrån sig elektroder än katoden. Inuti systemet finns det ett inbyggt förhållande mellan anod och katod.

Om strömledaren från anod och katod sammankopplas med ett yttre tryck t.ex en glödlampa kopplar man ihop anodens metall med katodens metalloxid. Anoden avger då elektroner som vandrar genom det yttre trycket till katoden. Då metall atomerna släpper lös elektroner startar en jonvandring från anoden genom elektrolyten till katoden.

Ett annat namn för vanliga batterier är primärbatterier och ett annat namn för uppladdningsbara batterier är sekundärbatterier. Ett sekundärbatteri kan laddas om flera gånger vilket gör batteriet väldigt användningsbart. Primärbatterier är engångsbatterier som ändas kan användas en gång vilket man hör på namnet. Primärbatterier är de vanligaste batterierna som används i Sverige. Idag finns det mest bara av en sort av primärbatterier och de är de alkaliska batterierna. Uppbyggnaden av primärbatterier liknar sekundärbatteriernas uppbyggnad.

Innan de alkaliska batterierna kom ut användes brunstensbatterier. De var billigare men hade mindre kapacitet än de alkaliska batterierna. Idag har de alkaliska batterierna ca 4-6 gånger längre livslängd än brunstensbatterier. Den största nackdelen med brunstensbatterier var att de inte fungerade så bra under noll grader. Toppspänningen föll vid användning av brunstensbatterier medans alkaliska batterier jobbar men en fast spänning tills batteriet tar slut.

Idag finns det en sorts batteri som säljs i den vanligast storleken AA och det är NiMH. Förr var det NiCd som såldes mest men har nu tagits över av NiMH. Fördelarna med NiCd är att de klarar höga strömuttag på kort tid. De har också en lägre självutlandning än NiMH och den klarar sig även bra i låga temperaturer. De är också billiga i inköp och i drift. Nackdelen med batteriet är att den har en låg energidensitet.

Fördelarna med NiMH är att de är miljövänligt och har en hög energidensitet. De håller också upp till 50% längre på en laddning om de används på ett normalt sätt. Nackdelen men batteriet är att självurladdningen är högre.

Miljöpåverkan: Eftersom kol används i batterier och är en naturresurs som kommer ta slut är det bra om man kunde hitta ett ämne som kan återanvändas. Batterier som innehåller tungmetaller påverkar och förstör både miljön och vår hälsa. Därför ska man försöka lägga batterier i olika lådor så att naturen inte förstörs. Tungmetaller förstör naturen genom att inte brytas ner utan ligger kvar på marken.

Bilbatterier innehåller bly som kan hamna i naturen. Då kan vi få sjukdomar och skador.

Skrivet av: Amanda Abrahamsson & Moa Ekberg 9F