Мы уже рассказывали, как самим сделать газовый аккумулятор и свинцово-поташный аккумулятор. Предлагаем еще один тип источника тока — воздушно-цинковый элемент. Этот элемент не требует зарядки в процессе эксплуатации, что является весьма важным преимуществом перед аккумуляторами.

Воздушно-цинковый элемент сейчас — наиболее совершенный источник тока, так так он обладает сравнительно высокой удельной энергией (110—180 Вт-ч/кг), прост в изготовлении и эксплуатации и наиболее перспективен в смысле увеличения его удельных характеристик. Теоретически рассчитанная удельная мощность воздушно-цинкового элемента может достигать 880 Вт-ч/кг. Если будет достигнута хотя бы половина этой мощности, элемент станет весьма серьезным соперником двигателя внутреннего сгорания.

Очень важное преимущество воздушно-цинкового элемента — малое изменение напряжения при нагрузке по мере его разряда. Кроме того, такой элемент обладает значительной прочностью, так как его сосуд может быть изготовлен из стали.

Принцип работы воздушно-цинковых элементов основан на использовании электрохимической системы: цинк — раствор едкого калия — активированный уголь, адсорбирующий кислород воздуха. Подбирая составы электролита, активной массы электродов и выбирая оптимальную конструкцию элемента, можно значительно увеличить его удельную мощность.

Конструкция и технологический процесс изготовления воздушно-цинкового элемента почти ничем не отличаются от газового и свинцово-поташного. Устройство его показано на рисунке. В сосуде 1 размещены отрицательный цинковый электрод 2 и положительные электроды 5 из активированного угля. Положительные электроды — мешочного типа. По центру мешочка 4 вставляется стержень 9 из гальванического угля. Мешочек плотно заполняется активированным углем, верхняя часть завязывается вокруг стержня. Отрицательный электрод 2 представляет собой цинковую пластину толщиной 6—10 мм, в верхнем торце которой просверлено отверстие и нарезана резьба, куда заворачивается стальной стержень 6, имеющий на своем конце соответствующую резьбу. На все стержни электродов надеты клеммы 8, обеспечивающие надежный контакт. Между стенками сосуда и электродами проложены сепараторы 3 из гофрированного мипора или мипласта. которые можно взять из выбракованных мотоциклетных или автомобильных аккумуляторов, вымочить в течение 4—6 часов, после чего хорошо промыть проточной водой. В качестве сепараторов можно использовать сукно, тонкий войлок от валенок или стеклоткань.

Сверху элемент закрывается крышкой 7, в которой имеются сквозные пробки 10, через них пропускаются стержни электродов, а также глухая пробка 11 для заливки электролита.

Во время работы аккумулятора цинк постепенно растворяется электролитом. После полного разряда, когда израсходуется весь цинк, положительные электроды сохраняют свою работоспособность, и достаточно заменить отрицательный электрод, как аккумулятор вновь готов к работе.

В качестве электролита применяется 20-процентный раствор едкого калия в дистиллированной воде.

Электролит можно сохранять долго, если залить его в бутылку под самую пробку и стараться не взбалтывать.

Элемент можно неограниченно долго хранить в сухом состоянии, если при его изготовлении на дно заложить необходимое количество едкого калия и герметически закрыть пробкой 11. Чтобы привести такой элемент в действие, достаточно залить в отверстие дистиллированной воды так, чтобы она покрыла электроды.

Для увеличения срока службы цинковой пластины ее можно покрыть амальгамой ртути. В какую-либо фаянсовую или фарфоровую посуду налейте 20—30 г пятипроцентного раствора серной кислоты и капните несколько капель ртути. На дно посуды положите цинковую пластину и небольшим куском суконки или зубной щеткой втирайте ртуть в цинк до тех пор, пока ее поверхность не станет блестящей. Такой способ позволяет продлить срок службы отрицательной пластины в 10-20 раз. Работать с ртутью необходимо в вытяжном шкафу или на открытом воздухе, так как пары ее ядовиты.

Для разборки элемента достаточно со стержней электродов снять клеммы 8, вынуть сквозные пробки 10, после чего легко снимается крышка 7 и можно заменить израсходованную цинковую пластину. При разборке элемента электролит должен быть удален, а внутренняя часть сосуда промыта проточной водой.

Емкость элемента можно значительно увеличить, если отрицательный электрод изготовить из пористого цинка.