奇妙的电池

奇妙的电池

旅游或野外工作时使用的手提式录音机、收音机都要用到电；海洋上的灯塔，宇宙航行中的飞船也都需要电。这就要用到电池了。

电池分成两类：一类是由化学能转变为电能的化学电池，如蓄电池、干电池、燃料电池等；另一类是由光能、原子能转化为电能的太阳能电池和原子能电池，也称物理电池。

蓄电池中的铅蓄电池，是一个小小的“蓄电厂”，用前先要充电，将电能变为化学能储藏起来，使用时将化学能变为电能释放出来。电能用完后，还可以重复充电使用。它大量用做汽车发动机点火和汽车用灯的电源。

干电池中有锌锰电池、锌汞电池、银锌电池、镍镉电池等。100多年前，锌锰电池就诞生了，一直到今天还在广泛地使用着。这种电池外壳用锌制，电池中心有炭棒，炭棒周围包有二氧化锰，炭棒和锌壳间充填着氯化铵和淀粉调制成的电糊。电池电压为1.5伏，体积较大，释放出的电流却较少，经常要调换。

后来，人们研制成了一种锌汞电池。这种电池比锌锰电池能放出更多的电。这样，电池体积就可以做得较小，像纽扣大小，又叫扣式电池。它广泛地应用在电子手表里，一枚可以用上好几年。

20世纪60年代初期，又出现了一种银锌电池。它放出的电能更多，每千克银锌电池可以释放150～200瓦特小时的电，用于导弹和人造卫星上，还可以用在微型电子计算机、电子显示手表上。

上述的干电池都只能用一次。镍镉电池不仅放出的电能多，而且可以反复充电，长期使用。

随着宇宙航天技术的发展，科学家们又研制了一种更高效的燃料电池。这种电池的电解液是30%浓度的氢氧化钾，电极是用烧结镍做的。电池的氢气和氧气化合成水，同时放出电能。每千克燃料电池可以放出200瓦特小时的电能，比银锌电池的电能高。这种电池用在宇宙飞船中，既供应了飞船所需的电力，还可供给宇航员所需的饮用水。原来，燃料电池每发出1度电的同时，还合成了350克水。可以说，这是一举两得了。

1977年，美国发射的宇宙飞船“旅行者1号”、“旅行者2号”，先后飞掠木星、土星，于1990年前后飞出太阳系，进入宇宙深空，开始无尽头的旅行。科学家们还知道，宇宙飞船在飞临海王星时，由于离太阳太远，阳光极其微弱，太阳能电源就无能为力了。

1976年，“海盗1号”和“海盗2号”两艘宇宙飞船先后在火星上着陆，在短短的5格月中得到的火星情况，比以往人类历史上所积累的还要多。飞船着陆时测得火星表面温度0℃左右，到了夜间下降到－100℃。如此巨大的温差，一般化学电池是无法工作的。

上面讲的宇宙飞船用的都是“核电池”。这种核电池叫做“放射性同位素温差发电器”，即原子能电池。这种温差发电器是由许多对性能优异的半导体材料，如锗硅合金，串联起来组成的。另外还得有一个合适的热源和散热器，热源和散热器之间要形成温差，电池才可发电。

温差发电器的热源，可用一些放射性同位素来做。放射性同位素是一种不稳定的同位素，它时刻按照一定的规律在衰变，在衰变的过程中放出α、β、γ等射线，然后变为其他元素，并放出热量。目前，在温差发电器中用做热源的同位素主要是钚－238、锶－90。