Det alkalisk batteri Det er et batteri, hvor pH i dets elektrolytkomposition er basisk. Dette er den største forskel mellem dette batteri og mange andre, hvor dets elektrolytter er sure; som med zink-kul-batterier, der bruger NH-salte4Cl eller endda koncentreret svovlsyre i bilbatterier.
Det er også en tør celle, da de basiske elektrolytter er i form af en pasta med en lav procentdel af fugtighed; men nok til at tillade en migration af ioner, der deltager i de kemiske reaktioner mod elektroderne, og således fuldføre elektronkredsløbet.
På billedet ovenfor har du et 9V batteri fra Duracell, et af de mest kendte eksempler på alkaliske batterier. Jo større batteriet er, jo længere vil dets levetid og arbejdskapacitet være (især hvis de er beregnet til energiintensive apparater). Til små apparater har du AA- og AAA-batterier.
En anden forskel bortset fra pH i deres elektrolytkomposition er, at de, genopladelige eller ej, generelt holder længere end syrebatterier..
Artikelindeks
I zink-carbon-batteriet er der to elektroder: den ene af zink og den anden af grafitisk kulstof. I sin "grundlæggende version" består en af elektroderne i stedet for at være grafit af mangan (IV) oxid, MnOto blandet med grafit.
Overfladen af begge elektroder forbruges og dækkes af de faste stoffer, der er resultatet af reaktionerne.
I stedet for en dåse med en homogen zinkoverflade som cellebeholder er der også en række compactdiske (topbillede).
I midten af alle diske ligger en stang af MnOto, En isoleringsskive stikker frem ved den øvre ende og markerer batteriets positive terminal (katode).
Bemærk, at skiverne er dækket af et porøst og et metallisk lag; sidstnævnte kunne også være en tynd plastfilm.
Basen på batteriet udgør den negative terminal, hvor zinket oxiderer og frigiver elektronerne; men disse har brug for et eksternt kredsløb for at nå toppen af stakken, dens positive terminal.
Zinkoverfladen er ikke glat, som det er tilfældet med Leclanché-celler, men ru; det vil sige, de har mange porer og et stort overfladeareal, der øger batteriets aktivitet.
Batteriets form og struktur ændres alt efter type og design. Imidlertid har alle alkaliske batterier til fælles en basisk pH i deres elektrolyt-sammensætning, hvilket skyldes tilsætningen af NaOH eller KOH til den pastaagtige blanding..
Faktisk er de OH-ionerne- dem, der deltager i reaktionerne, der er ansvarlige for den elektriske energi, der leveres af disse objekter.
Når det alkaliske batteri er tilsluttet apparatet og tændt, reagerer zink straks med OH- af pastaen:
Zn (s) + 2OH-(ac) => Zn (OH)to(s) + 2e-
De 2 elektroner, der frigøres ved oxidation af zink, kører til det eksterne kredsløb, hvor de er ansvarlige for at starte enhedens elektroniske mekanisme.
Derefter vender de tilbage til batteriet gennem den positive terminal (+), katoden; det vil sige, de bevæger MnO-elektrodento-grafit. Da pastaen har en vis fugtighed, finder følgende reaktion sted:
2MnOto(s) + 2HtoO (l) + 2e- => 2MnO (OH) (s) + 2OH-(ac)
Nu MnOto Zn-elektroner reduceres eller vindes. Det er af denne grund, at denne terminal svarer til katoden, hvor reduktionen sker.
Bemærk, at OH- det regenereres ved slutningen af cyklussen for at genstarte oxidationen af Zn; med andre ord diffunderer de ind i midten af pastaen, indtil de kommer i kontakt igen med det pulveriserede zink.
Ligeledes dannes der ikke gasformige produkter, som det sker med zink-carboncellen, hvor NH dannes.3 og Hto.
Der vil komme et punkt, hvor hele overfladen af elektroden vil blive dækket af Zn (OH) faste stofferto og MnO (OH), der slutter batteriets levetid.
Det beskrevne alkaliske batteri er ikke genopladeligt, så når det er ”dødt”, er der ingen måde at bruge det igen. Dette er ikke tilfældet med genopladelige, som er karakteriseret ved at have reversible reaktioner..
For at vende produkterne tilbage til reaktanter skal der tilføres en elektrisk strøm i den modsatte retning (ikke fra anode til katode, men fra katode til anode).
Et eksempel på et genopladeligt alkalisk batteri er NiMH. Den består af en NiOOH-anode, der mister elektroner til nikkelhydridkatoden. Når batteriet bruges, aflades det, og det er her den velkendte sætning "oplad batteriet" kommer fra..
Således kan den genoplades hundreder af gange efter behov; dog kan tiden ikke vendes helt og nå de oprindelige forhold (hvilket ville være unaturligt).
Ligeledes kan den ikke genoplades på en vilkårlig måde: de retningslinjer, der anbefales af producenten, skal følges..
Derfor går disse batterier før eller senere ud og mister deres effektivitet. Det har dog den fordel, at det ikke er hurtigt engangsbrug og bidrager mindre til forurening..
Andre genopladelige batterier er nikkel-cadmium og lithium batterier..
Nogle varianter af alkaliske batterier er så små, at de kan bruges i ure, fjernbetjeninger, ure, radioer, legetøj, computere, konsoller, lommelygter osv. Andre er større end en figur af en Star Wars-klon.
Faktisk er det dem på markedet, der dominerer over andre typer batterier (i det mindste til hjemmebrug). De holder længere og genererer mere elektricitet end konventionelle Leclanché-batterier.
Selvom zink-mangan-batteriet ikke indeholder giftige stoffer, åbner andre batterier, f.eks. Kviksølv, en debat om deres mulige indvirkning på miljøet.
På den anden side fungerer alkaliske batterier meget godt i en lang række temperaturer; Det kan endda arbejde under 0 ° C, så de er en god kilde til elektrisk energi til apparater, der er omgivet af is.
Endnu ingen kommentarer