Структура и рад суве ћелије

Један дри целл то је батерија чији се електролитички медиј састоји од пасте, а не од раствора. Ова паста, међутим, има одређени ниво влажности и из тих разлога није строго сува.

Мала количина воде довољна је за кретање иона и, самим тим, за проток електрона унутар гомиле.

Његова огромна предност у односу на прве влажне пилоте је то што се ради о електролитској пасти, па се њен садржај не може просути; нешто што се десило са мокрим батеријама, које су биле опасније и деликатније од њихових сувих копија. С обзиром на немогућност изливања, сува ћелија налази се у бројевима преносивих и мобилних уређаја.

На слици изнад имате суву цинк-угљену батерију. Тачније, то је модерна верзија стог Георгес Лецланцхе. Од свих, то је најчешћи и можда најједноставнији.

Ови уређаји представљају енергетску удобност због тога што у џепу имају хемијску енергију која се може трансформисати у електричну енергију; и на овај начин, не зависи од струје или снаге коју снабдевају велике електране и њене огромне мреже кула и каблова.

Индек

• 1 Структура суве ћелије
  • 1.1 Електроде
  • 1.2 Терминали
  • 1.3 Песак и восак
• 2 Операција
  • 2.1 Оксидација цинкове електроде
  • 2.2 Редукција амонијум хлорида
  • 2.3 Преузимање
• 3 Референце

Структура сувих ћелија

Каква је структура суве ћелије? На слици можете видети њен поклопац, који није ништа друго до полимерни филм, челик, и два терминала чије изолационе подлошке стрше напред.

Међутим, то је само његов спољашњи изглед; у њеној унутрашњости леже најважнији делови који обезбеђују његово правилно функционисање.

Свака сува ћелија има своје карактеристике, али ће се узети у обзир само цинк-угљенична батерија, од које се може схематизовати општа структура за све остале батерије..

Батерија од две или више батерија се подразумева као батерија, а потоња су галванске ћелије, као што ће бити објашњено у следећем одељку..

Електроде

Унутрашња структура цинк-угљеничне батерије је приказана на горњој слици. Без обзира на то шта је волтичка ћелија, увек треба да постоје (обично) две електроде: једна из које се ослобађају електрони, а друга која их прима..

Електроде су проводни материјали електричне енергије, а да би постојала струја, оба морају имати различите електронегативности.

На пример, цинк, бели лим који окружује батерију, је место где електрони одлазе у електрични круг (уређај) где се повезује.

С друге стране, у целом медију је графитна угљенична електрода; такође уроњен у пасту састављену од НХ₄Цл, ЗнЦл₂ и МнО₂.

Ова електрода је она која прима електроне и уочава да она има симбол '+', што значи да је позитиван терминал батерије..

Терминалс

Као што се види изнад графитног штапа на слици, постоји позитиван електрични терминал; и испод, из унутрашње цинкове лименке из које тече електрони, негативни терминал.

Због тога батерије носе ознаке "+" или "-" да би означиле исправан начин да их повежете са уређајем и на тај начин омогућите да се укључи.

Песак и восак

Иако није приказано, паста је заштићена меким песком и воском заптивањем које спречава његово изливање или долазак у контакт са челиком у случају мањих механичких утицаја или агитације..

Операција

Како функционише сува ћелија? За почетак, то је галванска ћелија, тј. Она генерише електричну енергију из хемијских реакција. Према томе, редокс реакције се јављају унутар гомила, гдје врсте добијају или губе електроне.

Електроде служе као површина која олакшава и омогућава развој ових реакција. У зависности од њиховог оптерећења, може доћи до оксидације или редукције врсте.

Да бисмо боље разумели ово, објаснићемо само хемијске аспекте које цинк-угљенични пилот затвара.

Оксидација цинкове електроде

Чим се електронски уређај укључи, батерија ће ослободити електроне оксидацијом цинкове електроде. Ово се може представити следећом хемијском једначином:

Зн => Зн²⁺ + 2е^--

Ако има пуно Зн²⁺ окружује метал, долази до поларизације позитивног набоја, тако да неће бити даљње оксидације. Дакле, Зн²⁺ мора дифундирати кроз пасту на катоду, гдје ће се електрони вратити.

Електрони након што активирају артефакт, враћају се на другу електроду: графитну, да би пронашли неке хемијске врсте "које чекају".

Редукција амонијум хлорида

Као што је горе наведено, у тестенинама се налази НХ₄Цл и МнО₂, супстанце које претварају пХ у киселину. Чим електони уђу, доћи ће до следећих реакција:

2НХ₄⁺ + 2е^- => 2НХ₃ + Х₂

Два производа, амонијак и молекуларни водоник, НХ₃ и Х₂, они су гасови, и зато могу "напухати" гомилу ако се не подвргну другим трансформацијама; као на пример, следећа два:

Зн²⁺ + 4НХ₃ => [Зн (НХ₃)₄]²⁺

Х₂ + 2МнО₂ => 2МнО (ОХ)

Имајте на уму да је амонијум смањен (добијени електрони) да би постао НХ₃. Затим су ови гасови неутралисани другим компонентама пасте.

Комплекс [Зн (НХ₃)₄]²⁺ олакшава дифузију Зн јона²⁺ према катоди и тако спречити да се батерија "заустави".

Вањски круг уређаја функционира као мост за електроне; у супротном, никада не би било директне везе између лименке цинка и графитне електроде. На слици структуре, наведени круг ће представљати црни кабл.

Довнлоад

Суве батерије имају много варијанти, величина и радни напон. Неке од њих нису пуњиве (примарне волтажне ћелије), док су друге (секундарне волтаичке ћелије).

Цинк-угљенична батерија има радни напон од 1.5В. Њихови облици се мењају у зависности од електрода и састава њихових електролита.

Доћи ће до тачке у којој је реаговао сав електролит, и без обзира на то колико се цинка оксидује, неће бити врста које примају електроне и промовишу њихово ослобађање..

Поред тога, може се десити да формирани гасови више не буду неутрализовани и остају под притиском унутар пилота.

Цинк-угљеничне батерије и друге које се не могу пунити, морају се рециклирати; будући да су његове компоненте, посебно ако су никл-кадмијум, штетне по животну средину загађивањем земљишта и вода.

Референце

1. Схивер & Аткинс. (2008). Неорганска хемија (Четврто издање). Мц Грав Хилл.
2. Вхиттен, Давис, Пецк & Станлеи. (2008). Цхемистри (8. изд.). ЦЕНГАГЕ Леарнинг.
3. Батерија "Дри-Целл". Преузето са: макахики.кцц.хаваии.еду
4. Хоффман С. (10. децембар 2014). Шта је сува ћелијска батерија? Преузето са: упсбаттерицентер.цом
5. Веед, Геоффреи. (24. април 2017.) Како раде суве ћелијске батерије? Сциенцинг. Добављено из: сциенцинг.цом
6. Воодфорд, Цхрис. (2016) Батерије. Добављено из: екплаинтхатстуфф.цом.