baterie alcalină Este o baterie în care pH-ul compoziției sale electrolitice este de bază. Aceasta este principala diferență între această baterie și multe altele în care electroliții săi sunt acizi; ca și în cazul bateriilor zinc-carbon care utilizează săruri NH4Cl sau chiar acid sulfuric concentrat în bateriile auto.
Este, de asemenea, o celulă uscată, deoarece electroliții de bază sunt sub formă de pastă cu un procent scăzut de umiditate; dar suficient pentru a permite o migrare a ionilor care participă la reacțiile chimice către electrozi și, astfel, să completeze circuitul de electroni.
În imaginea de mai sus aveți o baterie de 9V de la Duracell, unul dintre cele mai cunoscute exemple de baterii alcaline. Cu cât bateria este mai mare, cu atât durata de viață și capacitatea de lucru vor fi mai mari (mai ales dacă sunt destinate aparatelor cu consum mare de energie). Pentru aparatele mici, aveți baterii AA și AAA.
O altă diferență, în afară de pH-ul compoziției lor electrolitice, este că, reîncărcabile sau nu, în general durează mai mult decât bateriile cu acid..
Indice articol
În bateria zinc-carbon, există doi electrozi: unul din zinc și celălalt din carbon grafitic. În „versiunea sa de bază”, unul dintre electrozi, în loc să fie grafit, constă din oxid de mangan (IV), MnODouă amestecat cu grafit.
Suprafața ambilor electrozi este consumată și acoperită de solidele rezultate în urma reacțiilor.
De asemenea, în loc de o tablă cu o suprafață omogenă de zinc ca recipient pentru celulă, există o serie de discuri compacte (imaginea de sus).
În centrul tuturor discurilor se află o tijă de MnODouă, O șaibă izolatoare iese la capătul superior și marchează borna pozitivă (catodul) bateriei.
Rețineți că discurile sunt acoperite cu un strat poros și un strat metalic; acesta din urmă ar putea fi și un film subțire din plastic.
Baza bateriei constituie terminalul negativ, unde zincul se oxidează și eliberează electronii; dar acestea au nevoie de un circuit extern pentru a ajunge în partea de sus a stivei, terminalul său pozitiv.
Suprafața zincului nu este netedă, la fel ca în cazul celulelor Leclanché, ci rugoasă; adică au mulți pori și o suprafață mare care măresc activitatea bateriei.
Forma și structura bateriilor se schimbă în funcție de tip și design. Cu toate acestea, toate bateriile alcaline au în comun un pH de bază al compoziției lor electrolitice, care se datorează adăugării de NaOH sau KOH la amestecul pastos..
De fapt, sunt ionii OH- cei care participă la reacțiile responsabile de energia electrică furnizată de aceste obiecte.
Când bateria alcalină a fost conectată la aparat și pornită, zincul reacționează imediat cu OH- din paste:
Zn (s) + 2OH-(ac) => Zn (OH)Două(s) + 2e-
Cei 2 electroni eliberați de oxidarea zincului se deplasează către circuitul extern, unde sunt responsabili de pornirea mecanismului electronic al dispozitivului.
Apoi, se întorc la baterie prin borna pozitivă (+), catodul; adică călătoresc electrodul MnODouă-grafit. Deoarece pastele au o anumită umiditate, are loc următoarea reacție:
2MnODouă(s) + 2HDouăO (l) + 2e- => 2MnO (OH) (s) + 2OH-(ac)
Acum MnODouă Zn electronii sunt reduși sau câștigați. Din acest motiv, acest terminal corespunde catodului, care este locul în care are loc reducerea.
Rețineți că OH- este regenerat la sfârșitul ciclului pentru a relua oxidarea Zn; cu alte cuvinte, acestea se difuzează în mijlocul pastei până când intră din nou în contact cu pudra de zinc.
În mod similar, nu se formează produse gazoase, așa cum se întâmplă cu celula zinc-carbon în care este generat NH.3 si HDouă.
Va veni un punct în care întreaga suprafață a electrodului va fi acoperită de solidele Zn (OH)Două și MnO (OH), încheind durata de viață a bateriei.
Bateria alcalină descrisă nu este reîncărcabilă, așa că odată ce este „moartă” nu mai există nicio modalitate de a o folosi din nou. Nu este cazul cu cele reîncărcabile, care se caracterizează prin reacții reversibile..
Pentru a readuce produsele în reactanți, trebuie aplicat un curent electric în direcția opusă (nu de la anod la catod, ci de la catod la anod).
Un exemplu de baterie alcalină reîncărcabilă este NiMH. Se compune dintr-un anod NiOOH, care pierde electroni în urma catodului hidrură de nichel. Când se folosește bateria, aceasta se descarcă și de aici vine binecunoscuta expresie „încărcați bateria”..
Astfel, poate fi reîncărcat de sute de ori cât este necesar; cu toate acestea, timpul nu poate fi inversat complet și a atins condițiile inițiale (ceea ce ar fi nenatural).
La fel, nu poate fi reîncărcat într-un mod arbitrar: trebuie respectate instrucțiunile recomandate de producător..
De aceea, mai devreme sau mai târziu, aceste baterii pier și își pierd eficacitatea. Cu toate acestea, are avantajul de a nu fi de unică folosință rapidă, contribuind mai puțin la contaminare..
Alte baterii reîncărcabile sunt bateriile nichel-cadmiu și litiu..
Unele variante de baterii alcaline sunt atât de mici încât pot fi utilizate în ceasuri, telecomenzi, ceasuri, aparate de radio, jucării, computere, console, lanterne etc. Alții sunt mai mari decât o figurină a unei clone Star Wars.
De fapt, acestea sunt cele de pe piață care predomină asupra altor tipuri de baterii (cel puțin pentru uz casnic). Durează mai mult și generează mai multă energie electrică decât bateriile convenționale Leclanché.
Deși bateria zinc-mangan nu conține substanțe toxice, alte baterii, de exemplu cele de mercur, deschid o dezbatere cu privire la posibilul lor impact asupra mediului.
Pe de altă parte, bateriile alcaline funcționează foarte bine într-o gamă largă de temperaturi; Poate funcționa chiar sub 0 ° C, deci sunt o sursă bună de energie electrică pentru acele aparate care sunt înconjurate de gheață.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.