Alkalisk batteri

Det alkaliske batteriet bruker kaliumhydroksid som elektrolytt for å produsere energi

Hva er et alkalisk batteri?

EN Alkalisk batteri Det er et batteri som henter dets energi fra den kjemiske oksidasjonsreaksjonen mellom sink (katode) og mangandioksid (anode) og som elektrolytt bruker kaliumhydroksyd. Mediet er grunnleggende, så det kalles "alkalisk".

Dette er hovedforskjellen mellom denne haugen og mange andre, der elektrolyttene er syrer, som tilfellet er med sink-karbonbatteriene som bruker NH-salter₄CL, eller til og med svovelsyre konsentrert i bilbatterier.

Det er også et tørt batteri, siden de grunnleggende elektrolyttene er i form av pasta med en lav prosentandel av fuktighet, men tilstrekkelig til å tillate en migrasjon av ionene som deltar i de kjemiske reaksjonene på elektrodene, og dermed fullfør elektronkretsen.

Jo større haug, jo større er dens liv og arbeidskapasitet (spesielt hvis de er beregnet på gjenstander som bruker mye energi). For små gjenstander har du AA- og AAA -batteriene.

En annen forskjell, bortsett fra pH i dens elektrolytiske sammensetning, er at de, ladbare eller ikke, de vanligvis varer lenger enn sure batterier.

Alkalisk batterikomponenter

I sink-karbonbatteriet er det to elektroder: den ene sink, og det andre grafiske karbonet. I sin "grunnleggende versjon" består en av elektrodene, i stedet for grafitt, av manganoksid (IV), min₂, blandet med grafitt.

Overflaten på begge elektroder forbrukes og belagt med faste stoffer som følge av reaksjonene.

Interiør av et alkalisk batteri. Kilde: Wikimedia Commons

I stedet for en boks med homogen sinkoverflate som cellebeholder, er det en serie kompakte plater (overlegen bilde).

Kan tjene deg: krystallinske faste stoffer: struktur, egenskaper, typer, eksempler

I midten av alle plater ligger en MNO -stang₂, På hvis øvre ende en isolerende vaskemaskin står og markerer den positive terminalen (katoden) til bunken.

Platene er dekket med et porøst og et metalllag, sistnevnte kan også være en tynn plastfilm.

Batteriet av batteriet utgjør den negative terminalen, der sink oksiderer og frigjør elektroner. Men disse trenger en ekstern krets for å nå toppen av batteriet, dens positive terminal.

Sinkoverflaten er ikke jevn, som tilfellet er med leclanchés celler, men grov. Det vil si at de presenterer mange porer og et stort overfladisk område som øker aktiviteten til batteriet.

Grunnleggende elektrolytter

Formen og strukturen til batteriene endres i henhold til type og design. Imidlertid har alle alkaliske batterier til vanlig.

Egentlig er Oh -ioner^- De som deltar i reaksjonene som er ansvarlige for strømmen som er bidratt med disse objektene.

Hvordan fungerer et alkalisk batteri?

Når det alkaliske batteriet har koblet seg til gjenstanden og slår seg på, reagerer sink umiddelbart med OH^- av pastaen:

Zn (S) + 2OH^-(Ac) => Zn (OH)₂(S) + 2e^-

De to elektronene som frigjøres ved sinkoksidasjonsreiser til den eksterne kretsen, hvor de er ansvarlige for å gi gjenstandens elektroniske mekanisme.

Deretter går de tilbake til batteriet gjennom den positive terminalen (+), katoden, det vil si at de reiser MNO -elektroden₂-grafitt. Ettersom pastaen har en viss fuktighet, finner følgende reaksjon sted:

Det kan tjene deg: kalsogener eller amfumoer

2mn₂(S) + 2H₂Eller (l) + 2e^- => 2mn (OH) (S) + 2OH^-(AC)

Nå MNO₂ Zn -elektroner er redusert eller vunnet. Det er av denne grunn at denne terminalen tilsvarer katoden, og det er her reduksjonen oppstår.

ÅH^- Det regenereres på slutten av syklusen for å begynne oksidasjonen av Zn. De spredte med andre ord midt i pastaen til de kommer i kontakt igjen med den pulveriserte sink.

På samme måte dannes gassformige produkter, som tilfellet er med sink-karbonhaugen, der NH genereres₃ og h₂.

Et punkt vil ankomme der hele overflaten av elektroden vil bli dekket av Zn (OH) faste stoffer₂ og MNO (OH), og avslutter stabelen til stabelen.

Oppladbare batterier

Det beskrevne alkaliske batteriet er ikke oppladbart, så en gang "død" er det ingen måte å bruke det igjen. Dette er annerledes med det opplades, som er preget av å ha reversible reaksjoner.

For å snu produktene til reagenser, må en elektrisk strøm påføres i motsatt retning (ikke fra anoden til katoden, men fra katoden til anoden).

Et eksempel på et oppladbart alkalisk batteri er NIMH. Dette består av en nioohanode, som mister elektroner som går til nikkelhydridkatoden. Når batteriet brukes, og det er her den kjente setningen "last batteriet" kommer.

Dermed kan det lastes på nytt hundrevis av ganger, etter behov. Tiden kan imidlertid ikke reverseres fullstendig og oppnå de opprinnelige forholdene (som ville være unaturlig).

På samme måte kan det ikke lades på en vilkårlig måte: retningslinjene som er anbefalt av produsenten, må følges.

Kan tjene deg: pentahydrat kobber sulfat: struktur, egenskaper, bruk

Det er grunnen til at disse batteriene før omkommer også omkommer og mister effektiviteten. Imidlertid presenterer det fordelen ved å ikke være raskt engangs, og bidra mindre til forurensning.

Andre oppladbare batterier er de av nikkel-kadmium og litium.

Bruk av alkaliske batterier

- Noen varianter av alkaliske batterier er så små at de kan brukes i klokker, fjernkontroller, klokker, radioer, leker, datamaskiner, konsoller, lommelykter osv. 

- I markedet er disse som dominerer over andre typer batterier (i det minste for innenlandsk bruk). De varer lenger og genererer mer strøm enn konvensjonelle hauger med leclanché.

- De fungerer veldig bra i et bredt temperaturområde, de kan til og med jobbe under 0 ° C, så de er en god kilde til elektrisk kraft for disse isen.

Mens det sink-manganesiske batteriet ikke inneholder giftige stoffer, åpner andre batterier, for eksempel kvikksølv, en debatt om deres mulige innvirkning på miljøet.

Referanser

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley (2008). Kjemi. Cengage Learning.
2. Ofte spørsmål: vitenskap. Gjenopprettet fra Duracell.MX
3. Hva er forskjellen mellom alkaliske og ikke-alkaliske batterier? Gjenopprettet seg fra Scienting.com
4. Det alkaliske manganesiske batteriet. Mikro utvunnet.Magnet.FSU.Edu