Plik bateria alkaliczna Jest to bateria, w której pH składu elektrolitu jest zasadowe. To jest główna różnica między tym akumulatorem a wieloma innymi, w których elektrolity są kwaśne; jak w przypadku baterii cynkowo-węglowych wykorzystujących sole NH4Cl, a nawet stężony kwas siarkowy w akumulatorach samochodowych.
Jest to również ogniwo suche, ponieważ elektrolity podstawowe są w postaci pasty o niskim procencie wilgotności; ale wystarczająco dużo, aby umożliwić migrację jonów uczestniczących w reakcjach chemicznych w kierunku elektrod, a tym samym zakończyć obwód elektronowy.
Na powyższym obrazku masz baterię 9 V firmy Duracell, jeden z najbardziej znanych przykładów baterii alkalicznych. Im większy akumulator, tym dłuższa będzie jego żywotność i pojemność robocza (zwłaszcza jeśli są przeznaczone do urządzeń energochłonnych). W przypadku małych urządzeń masz baterie AA i AAA.
Inną różnicą, poza pH ich składu elektrolitów, jest to, że bez względu na to, czy można je ładować, czy nie, zwykle działają dłużej niż akumulatory kwasowe..
Indeks artykułów
W baterii cynkowo-węglowej znajdują się dwie elektrody: jedna cynkowa, a druga grafitowo-węglowa. W swojej „podstawowej wersji” jedna z elektrod zamiast być grafitem, składa się z tlenku manganu (IV), MnOdwa zmieszany z grafitem.
Powierzchnia obu elektrod zostaje zużyta i pokryta ciałami stałymi powstałymi w wyniku reakcji.
Ponadto zamiast puszki z jednorodną powierzchnią cynku jako pojemnika na komórki znajduje się seria płyt kompaktowych (górne zdjęcie).
Pośrodku wszystkich dysków znajduje się pręt z MnOdwa, Podkładka izolacyjna wystaje z górnego końca i oznacza biegun dodatni (katodę) akumulatora.
Zwróć uwagę, że dyski są pokryte porowatą i metaliczną warstwą; ta ostatnia może być również cienką folią z tworzywa sztucznego.
Podstawa baterii stanowi biegun ujemny, w którym cynk utlenia się i uwalnia elektrony; ale te potrzebują zewnętrznego obwodu, aby dotrzeć do szczytu stosu, jego dodatniego zacisku.
Powierzchnia cynku nie jest gładka, jak w przypadku ogniw Leclanché, ale szorstka; to znaczy mają wiele porów i dużą powierzchnię, które zwiększają aktywność baterii.
Kształt i struktura baterii zmieniają się w zależności od typu i konstrukcji. Jednak wszystkie baterie alkaliczne mają wspólne podstawowe pH składu elektrolitu, które wynika z dodania NaOH lub KOH do masy o konsystencji pasty..
Właściwie są to jony OH- tych, którzy uczestniczą w reakcjach odpowiedzialnych za energię elektryczną dostarczaną przez te obiekty.
Po podłączeniu baterii alkalicznej do urządzenia i włączeniu cynku natychmiast reaguje z OH- makaronu:
Zn (s) + 2OH-(ac) => Zn (OH)dwa(s) + 2e-
2 elektrony uwolnione przez utlenianie cynku wędrują do obwodu zewnętrznego, gdzie są odpowiedzialne za uruchomienie elektronicznego mechanizmu urządzenia.
Następnie powracają do akumulatora przez biegun dodatni (+), czyli katodę; to znaczy przemieszczają się po elektrodzie MnOdwa-grafit. Ponieważ makaron ma określoną wilgotność, zachodzi następująca reakcja:
2MnOdwa(s) + 2HdwaO (l) + 2e- => 2MnO (OH) (s) + 2OH-(ac)
Teraz MnOdwa Elektrony Zn są zredukowane lub uzyskane. Z tego powodu zacisk ten odpowiada katodzie, w której następuje redukcja.
Zauważ, że OH- jest regenerowany pod koniec cyklu, aby wznowić utlenianie Zn; innymi słowy, dyfundują do środka pasty, aż ponownie wejdą w kontakt ze sproszkowanym cynkiem.
Podobnie nie powstają produkty gazowe, jak to ma miejsce w przypadku ogniwa cynkowo-węglowego, w którym wytwarzany jest NH.3 i Hdwa.
Nadejdzie punkt, w którym cała powierzchnia elektrody zostanie pokryta ciałem stałym Zn (OH)dwa i MnO (OH), kończąc żywotność baterii.
Opisana bateria alkaliczna nie nadaje się do ponownego naładowania, więc gdy jest „martwa”, nie ma możliwości jej ponownego użycia. Tak nie jest w przypadku akumulatorów, które charakteryzują się odwracalnymi reakcjami..
Aby zamienić produkty w reagenty, prąd elektryczny musi być przyłożony w przeciwnym kierunku (nie od anody do katody, ale od katody do anody).
Przykładem ładowalnej baterii alkalicznej jest NiMH. Składa się z anody NiOOH, która traci elektrony na rzecz katody niklowo-wodorkowej. Kiedy bateria jest używana, rozładowuje się i stąd pochodzi dobrze znana fraza „ładuj baterię”..
Dzięki temu można go ładować setki razy w razie potrzeby; jednak czasu nie można całkowicie odwrócić i osiągnąć pierwotnych warunków (co byłoby nienaturalne).
Podobnie nie można go ładować w dowolny sposób: należy przestrzegać wskazówek zalecanych przez producenta..
Dlatego prędzej czy później te baterie również giną i tracą skuteczność. Jednak ma tę zaletę, że nie można go szybko wyrzucić, co w mniejszym stopniu przyczynia się do zanieczyszczenia..
Inne akumulatory to baterie niklowo-kadmowe i litowe..
Niektóre warianty baterii alkalicznych są tak małe, że można je stosować w zegarkach, pilotach, zegarach, radiach, zabawkach, komputerach, konsolach, latarkach itp. Inne są większe niż figurka klona Gwiezdnych Wojen.
W rzeczywistości to te na rynku dominują nad innymi typami baterii (przynajmniej do użytku domowego). Trwają dłużej i generują więcej energii elektrycznej niż konwencjonalne baterie Leclanché.
Chociaż bateria cynkowo-manganowa nie zawiera substancji toksycznych, inne baterie, na przykład rtęciowe, otwierają debatę na temat ich możliwego wpływu na środowisko.
Z drugiej strony baterie alkaliczne działają bardzo dobrze w szerokim zakresie temperatur; Mogą pracować nawet poniżej 0 ° C, są więc dobrym źródłem energii elektrycznej dla tych urządzeń, które są otoczone lodem.
Jeszcze bez komentarzy