Алкална батерија је батерија у којој је пХ њене електролита састава је основно. Ово је главна разлика између ове батерије и многих других где су њени електролити кисели; Као и код цинк-угљеничне батерије које користе НХ 4 Цл соли , или чак концентроване сумпорне киселине у акумулатора.
Такође је сува ћелија, будући да су основни електролити у облику пасте са малим процентом влажности; али довољно да омогући миграцију јона који учествују у хемијским реакцијама према електродама и на тај начин комплетирају круг електрона.
Извор: Мике Мозарт преко Флицкр-а.
На слици горе је Дурацелл 9В батерија, један од најпознатијих примјера алкалних батерија. Што је батерија већа, то јој је дужи век и радни капацитет (нарочито ако се користе за енергетски интензивне уређаје). За мале уређаје поседујете АА и ААА батерије.
Друга разлика осим пХ њиховог састава електролита је та што они, пуњиви или не, обично трају дуже од киселих батерија.
Компоненте алкалне батерије
У цинко-угљеничној батерији постоје две електроде: једна од цинка, а друга од графитног угљеника. У свом "основној верзији" један од електрода уместо буде графит, састоји се од манган (ИВ) оксид, МнО 2 помешан са графитом.
Површина обе електроде се троши и прекрива крута твар настала реакцијама.
Извор: Главни носилац, са Викимедиа Цоммонса
Такође, уместо кашике са хомогеном површином цинка као контејнера за ћелије, постоји низ компактних дискова (горња слика).
У средини свих дискова налази се штап МнО 2 , на чијем се горњем делу налази изолациона машина и означава позитивни терминал (катода) акумулатора.
Имајте на уму да су дискови прекривени порозним и металним слојем; потоњи би такође могао бити танки пластични филм.
База ћелије је негативни терминал, где цинк оксидира и ослобађа електроне; али њима је потребно спољно коло да досегну врх акумулатора, његов позитивни терминал.
Површина цинка није глатка, као што је случај са Лецланцхе ћелијама, али храпава; то јест, имају много пора и велику површину која повећава активност батерије.
Основни електролити
Облик и структура батерија се мењају у складу са типом и дизајном. Међутим, све алкалне батерије имају заједнички пХ свог састава електролита, што је последица додатка НаОХ или КОХ у пасту.
Заправо, ОХ иони - они који учествују у реакцијама одговорним за електричну енергију коју дају ови објекти.
Функционисање
Када се алкална батерија повеже са уређајем и укључи, цинк одмах реагује са ОХ - из пасте:
Зн (с) + 2ОХ - (ак) => Зн (ОХ) 2 (с) + 2е -
Два електрона ослобођена оксидацијом цинка путују у спољни круг, где су одговорни за покретање електронског механизма уређаја.
Затим се враћају у батерију преко позитивног терминала (+), катоде; то јест, они пролазе кроз МнО 2- графитну електроду . Како тјестенина има одређену влажност ваздуха, одвија се следећа реакција:
2МнО 2 (с) + 2Х 2 О (л) + 2е - => 2МнО (ОХ) (с) + 2ОХ - (ак)
Сада је МнО 2 смањен или добија електроне Зн. Из тог разлога, овај терминал одговара катоди, где долази до редукције.
Имајте на уму да се ОХ - регенерише на крају циклуса да би се поново покренула оксидација Зн; другим речима, дифундирају у средину пасте док поново не дођу у контакт са цинком у праху.
Исто тако, гасовити производи нису формирани, као што се дешава са цинк-угљен ћелију где НХ 3 и Х 2 су генерисани .
Доћи ће тачка када ће цела површина електроде бити прекривена чврстим материјама Зн (ОХ) 2 и МнО (ОХ), чиме ће се окончати век трајања батерије.
Пуњиве батерије
Описана алкална батерија се не може пунити, па кад је „мртва“, нема више могућности да је поново користите. То није случај са пуњивим, за које је карактеристично да имају реверзибилне реакције.
Да бисте производе вратили у реактанте, електрична струја се мора применити у супротном смеру (не од аноде до катоде, већ од катоде до аноде).
Пример алкалне батерије која се може пунити је НиМХ. Састоји се од НиООХ аноде, која губи електроне на катоди никл хидрида. Када се батерија користи, она се празни и одатле долази позната фраза „напуните батерију“.
Према томе, може се пунити стотинама пута, према потреби; међутим, време се не може у потпуности преокренути и достићи првобитни услови (што би било неприродно).
Такође, не може се пунити на произвољни начин: морају се поштовати препоручене смернице произвођача.
Зато пре или касније ове батерије такође пропадају и губе своју ефикасност. Ипак, предност је што се не може брзо користити, мање доприноси загађивању.
Остале пуњиве батерије су никл-кадмијумске и литијумске батерије.
Апликације
Извор: Пкхере.
Неке варијације алкалних батерија су толико мале да се могу користити у сатовима, даљинским управљачима, сатовима, радио пријемницима, играчкама, рачунару, конзолама, батеријама итд. Други су већи од фигурице клона Стар Варс.
У ствари, то су они на тржишту који превладавају у односу на друге врсте батерија (бар за кућну употребу). Трају дуже и производе више електричне енергије од класичних Лецланцхе батерија.
Иако цинк-манганова батерија не садржи токсичне материје, друге батерије, попут живе живе, отварају расправу о њиховом могућем утицају на животну средину.
Са друге стране, алкалне батерије раде веома добро у широком распону температура; Чак могу радити и испод 0 ° Ц, па су добар извор електричне енергије за оне уређаје који су окружени ледом.
Референце
- Схивер & Аткинс. (2008). Неорганска хемија. (Четврто издање). Мц Грав Хилл.
- Вхиттен, Давис, Пецк и Станлеи. (2008). Хемија. (8. изд.). ЦЕНГАГЕ Учење.
- Бобби. (10. мај 2014.). Сазнајте више о најпоузданијим алкалним батеријама. Опоравак од: упсбаттерицентер.цом
- Дурацелл. (2018). Често постављана питања: наука. Опоравак од: дурацелл.мк
- Боиер, Тимотхи. (19. априла 2018.). Каква је разлика између алкалних и неалкалних батерија? Сциацхинг. Опоравило од: сциацхинг.цом
- Мицхаел В. Давидсон и Флорида Стате Университи. (2018). Алкално-мангана батерија. Опоравак од: мицро.магнет.фсу.еду