Alkalická batéria

Alkalická batéria používa hydroxid draselný ako elektrolyt na výrobu energie

Čo je alkalická batéria?

A Alkalická batéria Je to batéria, ktorá získa svoju energiu z chemickej oxidačnej reakcie medzi zinkom (katódou) a oxidom mangánu (anóda) a ako elektrolyt používa hydroxid draselný. Médium je základné, takže sa nazýva „alkalické“.

Toto je hlavný rozdiel medzi touto hromadou a mnohými ďalšími, kde sú jej elektrolyty kyseliny, ako je to v prípade batérií zink-uhlíka, ktoré používajú NH soli₄CL, alebo dokonca kyselina sírová koncentrovaná v batériách.

Je to tiež suchá batéria, pretože základné elektrolyty sú vo forme cestovín s nízkym percentom vlhkosti, ale dostatočné na to, aby sa umožnila migrácia iónov zúčastňujúcich sa na chemických reakciách na elektródy, a tak dokončiť elektrónový obvod.

Čím väčšia je hromada, tým väčšia je jej životnosť a pracovná kapacita (najmä ak sú určené pre artefakty, ktoré konzumujú veľa energie). Pre malé artefakty máte batérie AA a AAA.

Ďalším rozdielom, okrem pH jej elektrolytického zloženia, je to, že nabíjateľné alebo nie, zvyčajne vydržia dlhšie ako kyslé batérie.

Alkalické komponenty batérie

V batérii zink-uhlíka sú dve elektródy: jeden zinok a druhý grafický uhlík. Vo svojej „základnej verzii“ sa jeden z elektród, namiesto grafitu, pozostáva z oxidu mangánu (IV), baňa₂, zmiešané s grafitom.

Povrch oboch elektród sa konzumuje a potiahne tuhými látkami vyplývajúcimi z reakcií.

Interiér alkalickej batérie. Zdroj: Wikimedia Commons

Namiesto plechovky s homogénnym povrchom zinku ako bunkovej nádoby existuje séria kompaktných diskov (vynikajúci obraz).

Môže vám slúžiť: kryštalické tuhé látky: štruktúra, vlastnosti, typy, príklady

V strede všetkých diskov leží tyč MNO₂, na ktorom horný koniec stojí izolačná podložka a označuje kladný terminál (katód) v stohu.

Disky sú pokryté poréznou a kovovou vrstvou, druhá by mohla byť tiež tenký plastový film.

Základ batérie predstavuje záporný terminál, kde zinok oxiduje a uvoľňuje elektróny. Ale tieto potrebujú vonkajší obvod, aby dosiahol hornú časť batérie, jeho pozitívny terminál.

Povrch zinku nie je hladký, ako je to v prípade buniek Lecleché, ale drsné. To znamená, že predstavujú veľa pórov a veľkú povrchovú oblasť, ktorá zvyšuje aktivitu batérie.

Základné elektrolyty

Forma a štruktúra batérií sa menia podľa typu a dizajnu. Všetky alkalické batérie majú však spoločné základné pH ich elektrolytického zloženia, ktoré je spôsobené pridaním NaOH alebo KOH do pastovitej zmesi.

Vlastne sú ióny^- Tí, ktorí sa zúčastňujú na reakciách zodpovedných za elektrinu, ktoré tieto objekty prispeli.

Ako funguje alkalická batéria?

Keď sa alkalická batéria spojí s artefaktom a zapne sa, zinok okamžite reaguje s OH^- cestovín:

Zn (s) + 2OH^-(ac) => Zn (OH)₂(s) + 2e^-

Dva elektróny uvoľnené oxidáciou zinočnatého sa pohybujú do vonkajšieho obvodu, kde sú zodpovedné za poskytnutie elektronického mechanizmu artefaktu.

Potom sa vrátia do batérie cez kladný terminál (+), katóda, to znamená, že cestujú po elektróde MNO₂-grafit. Keďže cestoviny majú určitú vlhkosť, uskutoční sa nasledujúca reakcia:

Môže vám slúžiť: kalkogény alebo ampumos

2Mn₂(s) + 2h₂Alebo (l) + 2e^- => 2 mn (OH) (s) + 2OH^-(Ac)

Teraz MNO₂ Elektróny Zn sú znížené alebo vyhraté. Z tohto dôvodu tento terminál zodpovedá katóde, čo je miesto, kde dôjde k redukcii.

Oh^- Na konci cyklu sa regeneruje, aby sa začala oxidácia Zn. Inými slovami, šíria sa uprostred cestovín, až kým sa opäť nevrátia do kontaktu s práškovým zinkom.

Podobne sa vytvárajú plynné výrobky, ako je to v prípade hromady zink-uhlíka, kde sa generuje NH₃ a h₂.

Prichádza bod, kde bude celý povrch elektródy zakrytý tuhými látkami Zn (OH)₂ a MNO (OH), ukončenie životnosti zásobníka.

Nabíjateľné batérie

Popísaná alkalická batéria nie je nabíjateľná, takže akonáhle je „mŕtvy“, neexistuje spôsob, ako ju znova použiť. To sa líši v závislosti od nabíjateľných, ktoré sa vyznačujú reverzibilnými reakciami.

Na zvrátenie výrobkov na reagencie sa musí elektrický prúd aplikovať v opačnom smere (nie od anódy do katódy, ale od katódy po anódu).

Príkladom nabíjateľnej alkalickej batérie je NIMH. Skladá sa z anódy niooh, ktorý stráca elektróny, ktoré idú do katódy hydridu niklu. Keď sa používa batéria, a tu prichádza známa fráza „Načítať batériu“.

Preto sa môže podľa potreby načítať stokrát. Čas však nemožno úplne zvrátiť a dosiahnuť pôvodné podmienky (ktoré by boli neprirodzené).

Podobne sa nemôže nabíjať ľubovoľným spôsobom: usmernenia odporúčané výrobcom sa musia dodržiavať.

Môže vám slúžiť: pentahydrate Sulfát meďnatého: štruktúra, vlastnosti, použitia

Preto skôr alebo neskôr tieto batérie zahynú a strácajú svoju účinnosť. Predstavuje však výhodu, že nie je rýchla na jedno použitie a menej prispieva k znečisteniu.

Ďalšími nabíjateľnými batériami sú batérie z niklu-kadmia a lítia.

Použitie alkalických batérií

- Niektoré varianty alkalických batérií sú také malé, že sa dajú použiť v hodinkách, diaľkových ovládačoch, hodinkách, rádiách, hračkách, počítačoch, konzolách, baterkách atď. 

- Na trhu sú tieto, ktoré prevládajú pred inými typmi batérií (aspoň pre domáce použitie). Trvajú dlhšie a vyrábajú viac elektriny ako konvenčné hromady leclanché.

- Fungujú veľmi dobre v širokom rozsahu teploty, môžu dokonca pracovať pod 0 ° C, takže sú dobrým zdrojom elektrickej energie pre tieto artefakty s obklopenými ľadom.

Zatiaľ čo zinok mangánska batéria neobsahuje toxické látky, iné batérie, napríklad batérie ortuti, otvoria debatu o ich možnom vplyve na životné prostredie.

Odkazy

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley (2008). Chémia. Učenie sa.
2. Často otázky: Veda. Zotavený z Duracell.mx
3. Aký je rozdiel medzi alkalickými a nekalkalickými batériami? Zotavené z vedeckých.com
4. Alkalicko-manganská batéria. Micro obnovené.Magnet.Fsu.Edu