ZA suche komorki jest to bateria, której medium elektrolityczne składa się z pasty, a nie z roztworu. Jednak ta pasta ma pewien poziom wilgotności iz tego powodu nie jest ściśle sucha..
Niewielka ilość wody wystarcza do przemieszczania się jonów, a tym samym do przepływu elektronów wewnątrz komórki..
Jego ogromna przewaga nad pierwszymi mokrymi akumulatorami polega na tym, że ponieważ jest to pasta elektrolityczna, nie można jej rozlać; co miało miejsce w przypadku mokrych baterii, które były bardziej niebezpieczne i delikatniejsze niż ich suche odpowiedniki. Biorąc pod uwagę niemożność wycieków, suche ogniwo znajduje zastosowanie w wielu urządzeniach przenośnych i mobilnych.
Na powyższym obrazku jest sucha bateria cynkowo-węglowa. Dokładniej, jest to nowoczesna wersja stosu Georgesa Leclanché. Ze wszystkich jest to najczęstsze i być może najprostsze.
Urządzenia te stanowią wygodę energetyczną, ponieważ mają w kieszeni energię chemiczną, którą można przekształcić w energię elektryczną; iw ten sposób nie zależą od gniazdek elektrycznych ani energii dostarczanej przez duże elektrownie i ich rozległą sieć wież i kabli.
Indeks artykułów
Jaka jest struktura suchej komórki? Na zdjęciu widać jego okładkę, która jest niczym innym jak folią polimerową, stalą i dwoma końcówkami, których podkładki izolacyjne wystają z przodu.
Jednak to tylko jego wygląd zewnętrzny; jego najważniejsze części znajdują się wewnątrz, co gwarantuje jego prawidłowe funkcjonowanie.
Każde suche ogniwo będzie miało swoją własną charakterystykę, ale rozważane będzie tylko ogniwo cynkowo-węglowe, którego ogólną strukturę dla wszystkich innych akumulatorów można nakreślić..
Bateria jest rozumiana jako połączenie dwóch lub więcej baterii, a te ostatnie to ogniwa galwaniczne, co zostanie wyjaśnione w przyszłej sekcji..
Górne zdjęcie przedstawia wewnętrzną strukturę baterii cynkowo-węglowej. Bez względu na to, czym jest ogniwo galwaniczne, zawsze (zwykle) powinny być dwie elektrody: jedna, z której wydzielane są elektrony, i druga, która je odbiera..
Elektrody są materiałami przewodzącymi elektryczność i aby istniał prąd, oba muszą mieć różne elektroujemności.
Na przykład cynk, biała puszka otaczająca baterię, to miejsce, w którym elektrony opuszczają obwód elektryczny (urządzenie), do którego są podłączone.
Z drugiej strony w całym ośrodku znajduje się grafitowa elektroda węglowa; również zanurzony w paście złożonej z NH4Cl, ZnCldwa i MnOdwa.
Ta elektroda to ta, która odbiera elektrony i zauważ, że ma symbol `` + '', co oznacza, że jest to biegun dodatni baterii.
Jak widać powyżej pręta grafitowego na obrazku, znajduje się dodatni zacisk elektryczny; a poniżej wewnętrzna puszka cynkowa, z której wypływają elektrony, biegun ujemny.
Dlatego na bateriach znajdują się znaki „+” lub „-”, które wskazują prawidłowy sposób podłączenia ich do urządzenia i tym samym umożliwiają jego włączenie..
Chociaż nie pokazano, pasta jest chroniona piaskiem buforowym i uszczelką woskową, która zapobiega jej rozlaniu się lub wejściu w kontakt ze stalą przy niewielkich uderzeniach mechanicznych lub mieszaniu..
Jak działa sucha komórka? Przede wszystkim jest to ogniwo galwaniczne, czyli generuje energię elektryczną w wyniku reakcji chemicznych. Dlatego w komórkach zachodzą reakcje redoks, w których gatunek zyskuje lub traci elektrony..
Elektrody służą jako powierzchnia ułatwiająca i umożliwiająca rozwój tych reakcji. W zależności od ich ładunku może nastąpić utlenianie lub redukcja gatunków.
Aby lepiej to zrozumieć, wyjaśnione zostaną tylko chemiczne aspekty baterii cynkowo-węglowej..
Gdy tylko urządzenie elektroniczne zostanie włączone, bateria uwolni elektrony, utleniając elektrodę cynkową. Można to przedstawić za pomocą następującego równania chemicznego:
Zn => Zndwa+ + 2e--
Jeśli jest dużo Zndwa+ wokół metalu nastąpi dodatnia polaryzacja ładunku, więc nie będzie dalszego utleniania. Dlatego Zndwa+ musi dyfundować przez pastę w kierunku katody, gdzie elektrony powrócą.
Kiedy elektrony aktywują artefakt, wracają na drugą elektrodę: grafitową, aby znaleźć jakieś „czekające” związki chemiczne..
Jak wspomniano wcześniej, w makaronie występuje NH4Cl i MnOdwa, substancje powodujące kwaśne pH. Gdy tylko elektrony wejdą, nastąpią następujące reakcje:
2NH4+ + 2e- => 2 NH3 + H.dwa
Dwa produkty, amoniak i wodór cząsteczkowy, NH3 i Hdwa, są gazami i dlatego mogą „pęcznieć” baterię, jeśli nie ulegną innym przemianom; takie jak następujące dwa:
Zndwa+ + 4NH3 => [Zn (NH3)4]dwa+
H.dwa + 2MnOdwa => 2MnO (OH)
Zauważ, że amoniak został zredukowany (zyskał elektrony), aby stać się NH3. Gazy te zostały następnie zneutralizowane przez inne składniki pasty..
Kompleks [Zn (NH3)4]dwa+ ułatwia dyfuzję jonów Zndwa+ w kierunku katody, zapobiegając w ten sposób „zablokowaniu” akumulatora.
Zewnętrzny obwód artefaktu działa jako mostek dla elektronów; w przeciwnym razie nigdy nie byłoby bezpośredniego połączenia między puszką cynkową a elektrodą grafitową. Na obrazie konstrukcji obwód ten reprezentowałby czarny kabel.
Suche ogniwa są dostępne w wielu wariantach, rozmiarach i napięciach roboczych. Niektóre z nich nie nadają się do ponownego naładowania (pierwotne ogniwa galwaniczne), podczas gdy inne są (wtórne ogniwa galwaniczne).
Bateria cynkowo-węglowa ma napięcie robocze 1,5 V. Ich kształty zmieniają się w zależności od ich elektrod i składu elektrolitów..
Nadejdzie moment, w którym cały elektrolit przereaguje i bez względu na to, jak bardzo cynk zostanie utleniony, nie będzie żadnych gatunków, które przyjmą elektrony i sprzyjają ich uwalnianiu..
Ponadto może się zdarzyć, że powstałe gazy nie są już neutralizowane i nadal wywierają ciśnienie wewnątrz akumulatorów..
Baterie cynkowo-węglowe i inne baterie, których nie można ładować, należy poddać recyklingowi; ponieważ jego składniki, zwłaszcza niklowo-kadmowe, są szkodliwe dla środowiska, zanieczyszczając gleby i wody.
Jeszcze bez komentarzy