Название(я): Химические источники тока
Номер в каталоге: 19
Основной предмет (школа): химия
Область знания (ВУЗ): электрохимия, альтернативная энергетика
Актуальность: Химические источники тока стали уже привычным атрибутом современной цивилизации и требуются сейчас в самых разнообразных устройствах - от бытовых приборов, устройств связи, вычислительной техники, фото- и видеоустройств и до медицинских имплантов и космических спутников. При этом познавательным для школьника, очевидно, будет сам процесс создания простейших (хотя бы первичных) источников тока типа элементов Лекланше. И хотя устройство этого классического элемента хорошо известно (равно как и многих других, создание которых можно попробовать в обычной школьной лаборатории), исследовательский (школьный) интерес представляет синтез материалов для такого элемента различными способами (предыстория получения) и их различное сочетание, которое скажется на функциональных характеристиках элемента.
Новизна: химическое получение различных высодисперсных материалов для химических источников тока
Цель: разработка простых методик получения высокодисперсных материалов для использования в химических источниках тока
Задачи:
1. анализ литературы по теме истории создания и перспективных конструкций первичных и вторичных источников тока
2. литературный поиск возможных методов получения материалов и наноматериалов для ХИТ
3. получение различных вариантов катодных, анодных материалов, электролита, сепараторов и пр. для ХИТ из доступных и малотоксичных производных
4. сборка батареек
5. тестирование батареек для различных нагрузок, скоростей разрядки и саморазрядки, для различных погодных условий (включая фотографирование в условиях экстремальных испытаний)
6. обощение результатов
Экспериментальные подходы: методы химической гомогенизации, простейшие электрохимические подходы в планировании конструкции ХИТ
Методические подходы: ознакомление с принципами конструирования ХИТ, основными законами электрохимии, электродными потенциалами
Требующиеся нестандартные реактивы и ресурсы: в зависимости от выбора конструкций батареек (в случае элемента Лекланше достаточно иметь цинк, крахмал, плотную бумагу, хлорид натрия и перманганат калия, который можно восстановить до диоксида в растворе многими способами)
Освоение школьником теоретического материала: электродные потенциалы, окислительно - восстановительные реакции
Навыки, получаемые школьником: химия растворов, электрофизические (электрохимические) измерения
Предшествующий материал по школьной программе: химия элементов (используемых в материалах ХИТ), окислительно - восстановительные реакции, электрические цепи
Роль учителя: общее руководство проектом
Возможная помощь тьюторов: обеспечение реактивами и проведение измерений функциональных характеристик ХИТ, помощь в характеризации полученных анодных и катодных материалов (рентгенофазовый анализ, электронная микроскопия)
Техника безопасности: в зависимости от выбранного типа ХИТ
Примечания: в качестве дополнительного этапа работы можно попробовать сделать цинк - воздушный ХИТ (в сотрудничестве с ВУЗом).
Классический ГРАФИТОВО-ЦИНКОВЫЙ ЭЛЕМЕНТ: 1 – изолирующая прокладка; 2 – бесшовный цинковый стаканчик (отрицательный электрод); 3 – изолированная металлическая оболочка; 4 – пористый разделительный стаканчик; 5 – графитовый стержень (положительный электрод); 6 – деполяризующая смесь; 7 – пастообразный электролит; 8 – пространство для расширения; 9 – запрессованные прокладки; 10 – полимерный герметик; 11 – металлическая крышка; 12 – изолирующая прокладка; 13 – металлический колпачок.
Первичные литературные ссылки для начала поиска: о батарейках
Другие работы кластера "Каталог тем проектных работ" (гипертекстовый навигатор):
- 1.Cупергидрофобные покрытия природного происхождения с эффектом «лотоса»
- 2.Покрытия - хамелеоны
- 3.Синтез и исследование нетоксичных квантовых точек
- 4.Благородная металлическая радуга
- 5.Получение искусственных опалов
- 6. Синтез и свойства люминофоров
- 7.Получение вспененного графита и графена
- 8.Сорбционные свойства силикагеля
- 9.Абразивные материалы
- 10.Эффект Тиндаля
- 11.Электрохромные материалы
- 12.Металлотермическое получение материалов
- 13.Свойства двумерных нанореакторов.
- 14.Магнитные жидкости
- 15.Исследование доступных жидкокристаллических систем
- 16.Силикатный сад
- 17.Жизнь и смерть липосом
- 18.Фунгицидные и бактерицидные наноматериалы
- 20.Вселенная клеточных автоматов
- 21.Сканирующая зондовая микроскопия
- 22.Клатраты
- 23.Проводящие полимеры
- 24. Наноматериалы на основе диоксида титана
- 25.Собственный фильтр для очистки воды
- 26.Биокерамика
- 27.Защита документов от подделки
- 28.Дурацкая замазка
- 29.Кольца Лизеганга
- 30. Разделение наночастиц
 |
|
