Компоненте алкалних батерија, рад и употреба



Тхе алкална батерија то је батерија у којој је пХ његове електролитичке композиције основна. Ово је главна разлика између ове батерије и многих других, када су њени електролити кисели; као што је случај са цинк-угљеничним батеријама које користе НХ соли4Цл, или чак концентровану сумпорну киселину у аутомобилским акумулаторима.

Такође је и сува ћелија, јер су основни електролити у облику пасте са ниским процентом влажности; али довољно да омогући миграцију учешћа јона у хемијским реакцијама према електродама, и на тај начин, комплетира електронски круг.

На слици изнад имате 9В Дурацелл батерију, један од најпознатијих примера алкалних батерија. Што је већи димњак, дужи је његов животни вијек и радна способност (посебно ако су намијењени уређајима који троше много енергије). За мале уређаје доступне су АА и ААА батерије.

Друга разлика, осим пХ њене електролитичке композиције, је да, пуњиви или не, обично трају дуже од киселих батерија.

Индек

  • 1 Компоненте алкалне батерије
    • 1.1 Основни електролити
  • 2 Операција
    • 2.1 Пуњиве батерије
  • 3 Усес
  • 4 Референце

Компоненте алкалне батерије

У цинк-угљеничном пилоту постоје две електроде: једна цинк, а други графитни угљеник. У својој "основној верзији" једна од електрода уместо графита састоји се од мангановог оксида (ИВ), МнО2 помешан са графитом.

Површина обе електроде се конзумира и облаже чврстим материјалима који настају реакцијама.

Такође, уместо калаја са хомогеном површином цинка као контејнера за ћелију, постоји низ компактних дискова (топ слика).

Шипка од МнО лежи у центру свих дискова2, на чијем горњем крају стрши изолациона подлошка и означава позитивни прикључак (катода) батерије.

Запазите да су дискови прекривени порозним слојем и металним слојем; потоњи такође може бити танак пластични филм.

База пилота се налази у негативном терминалу, где цинк оксидира и ослобађа електроне; али њима је потребан спољни круг да дође до врха хрпе, његовог позитивног терминала.

Површина цинка није глатка, као што је случај са Лецланцхе ћелијама, али груба; то јест, они имају много поре и велику површину која повећава активност хрпе.

Основни електролити

Облик и структура батерија се мењају према типу и дизајну. Међутим, све алкалне батерије имају заједнички основни пХ у њиховој електролитичкој композицији, што је последица додавања НаОХ или КОХ смеши пасте..

Заправо, они су ОХ иони- оне који учествују у одговорним реакцијама електричне енергије коју доприносе ови објекти.

Операција

Када је алкална батерија спојена на апарат и запали, цинк одмах реагује са ОХ- од паста:

Зн (с) + 2ОХ-(ац) => Зн (ОХ)2(с) + 2е-

2 електрона која се ослобађају оксидацијом цинка путују у вањски круг, гдје су задужени за електронски механизам артефакта..

Затим се враћају на гомилу преко позитивног (+) терминала, катоде; то јест, они пролазе кроз МнО електроду2-графит. Пошто паста има одређену влажност, одвија се следећа реакција:

2МнО2(с) + 2Х2О (л) + 2е- => 2МнО (ОХ) (с) + 2ОХ-(ац)

Сада је МнО2 Електрони у Зн се редукују или добијају. Управо из тог разлога овај терминал одговара катоди која се тамо налази.

Имајте на уму да ОХ- регенерише се на крају циклуса да би поново покренуо оксидацију Зн; другим ријечима, они се дифундирају у средини пасте све док поново не дођу у контакт са цинком у праху.

Такође, не стварају се гасовити производи, као што је случај са цинк-угљеничном батеријом где се НХ ствара3 и Х2.

Доћи ће до тачке где ће целокупна површина електроде бити покривена чврстим деловима Зн (ОХ)2 и МнО (ОХ), завршава вијек трајања батерије.

Пуњиве батерије

Описана алкална батерија се не може пунити, тако да једном када је "мртва" нема начина да се поново користи. Ово није случај са пуњивим, које се карактеришу реверзибилним реакцијама.

Да би се производи преокренули у реагенсе, електрична струја мора бити примењена у супротном смеру (не од аноде до катоде, већ од катоде до аноде).

Пример пуњиве алкалне батерије је НиМХ. Она се састоји од НиООХ аноде која губи електроне који су усмерени на катоду никл хидрида. Када се батерија користи, она се празни и ту долази позната фраза "напуните батерију"..

Према томе, може се пунити стотине пута, по потреби; међутим, време не може бити потпуно обрнуто и постигнути првобитни услови (што би било неприродно).

Такође, не може се пунити на произвољан начин: морају се поштовати упутства која препоручује произвођач.

Зато те батерије пре или касније пропадну и изгубе своју ефикасност. Међутим, има предност што није брзо расположив, што мање доприноси загађењу.

Остале пуњиве батерије су никл-кадмијумске и литијумске батерије.

Усес

Неке варијанте алкалних батерија су толико мале да се могу користити у сатовима, даљинским управљачима, сатовима, радио апаратима, играчкама, рачунарима, конзолама, батеријским лампама итд. Други, већи су од фигурине клонова из Стар Варса.

У ствари, на тржишту су то они који превладавају над другим типовима батерија (барем за кућну употребу). Трају дуже и производе више струје од конвенционалних Лецланцхе батерија.

Иако цинк-манганска батерија не садржи токсичне материје, друге батерије, као што је жива, отварају расправу о њеном могућем утицају на животну средину.

С друге стране, алкалне батерије раде веома добро у широком распону температура; може чак и радити испод 0 ° Ц, тако да су добар извор електричне енергије за оне уређаје који су окружени ледом.

Референце

  1. Схивер & Аткинс. (2008). Неорганска хемија (Четврто издање). Мц Грав Хилл.
  2. Вхиттен, Давис, Пецк & Станлеи. (2008). Цхемистри (8. изд.). ЦЕНГАГЕ Леарнинг.
  3. Бобби (10. мај 2014). Сазнајте више о већини поузданих алкалних батерија. Преузето са: упсбаттерицентер.цом
  4. Дурацелл. (2018). Често постављана питања: наука. Опорављено од: дурацелл.мк
  5. Боиер, Тимотхи. (19. април 2018). Која је разлика између алкалних и не-алкалних батерија? Сциенцинг. Добављено из: сциенцинг.цом
  6. Мицхаел В. Давидсон и Флорида Стате Университи. (2018). Алкално-манганска батерија. Преузето са: мицро.магнет.фсу.еду