СУВА ЋЕЛИЈА: СТРУКТУРА И ФУНКЦИЈА - ХЕМИЈА - 2026

Дри ћелија је батерија чија електролитички медиј састоји од пасте, а не решење. Наведена паста, међутим, има одређени ниво влажности, па из тих разлога није строго сува.

Мала количина воде довољна је да се јони померају и, самим тим, проток електрона унутар ћелије.

Извор: Емилиан Роберт Вицол преко Флицкр-а.

Његова огромна предност у односу на прве мокре батерије је та што се не може пролити кроз садржај електролитичке пасте; што је био случај са мокрим батеријама, које су биле опасније и осетљивије од њихових сувих колега. С обзиром на немогућност просипања, суве ћелије проналазе употребу у многим преносним и мобилним уређајима.

На горњој слици налази се сува цинк-угљен батерија. Тачније, то је модерна верзија Георгес Лецланцхе-а. Од свих је најчешћа и можда најједноставнија.

Ови уређаји представљају енергетску погодност због чињенице да у џепу имају хемијску енергију која се може трансформисати у електричну енергију; и на тај начин, не зависи од утичница или енергије коју снабдевају велике електране и њихова огромна мрежа кула и каблова.

Сува ћелијска структура

Каква је структура суве ћелије? На слици можете видети његов поклопац, који није ништа друго до полимерни филм, челик и два терминала чији изолациони перачи стрше према предњој страни.

Међутим, ово је само њен спољни изглед; Унутар ње налазе се његови најважнији делови који гарантују правилно функционисање.

Свака сува ћелија имаће своје карактеристике, али разматраће се само цинк-угљенична ћелија, од којих се може дефинисати општа структура за све остале батерије.

Под батеријом се подразумева спајање две или више батерија, а последње су волтаичне ћелије, као што ће бити објашњено у будућем одељку.

Електроде

Извор: Википедиа

Горња слика приказује унутрашњу структуру цинк-угљеничне батерије. Без обзира на то каква је волтаична ћелија, увек треба да постоје (обично) две електроде: једна из које се дају електрони и друга која их прима.

Електроде су електро проводљиви материјали, а да би постојале струје, обе морају имати различите електронегативности.

На пример, цинк, бела кашика која затвара батерију, је место где електрони одлазе у електрични круг (уређај) на који су повезани.

С друге стране, у целом медијуму је графитна угљеничка електрода; Такође уроњен у пасте састављеном од НХ ₄ Цл, ЗнЦл _2. и МнО ₂ .

Ова електрода је она која прима електроне и имајте на уму да има симбол '+', што значи да је то позитивни терминал батерије.

Терминали

Као што се види изнад графитне шипке на слици, постоји позитивни електрични терминал; и испод, унутрашња лименка цинка из које потичу електрони, негативни терминал.

Због тога су батерије означене са "+" или "-" како би се означио тачан начин њиховог спајања на уређај и на тај начин омогућио да се укључи.

Песак и восак

Иако није приказано, паста је заштићена заштитним песком и воштаним заптивачем који спречавају да се просипа или дође у контакт са челиком под мањим механичким утицајима или мешањем.

Функционисање

Како делује сува ћелија? За почетак, то је волтајска ћелија, односно ствара електричну енергију из хемијских реакција. Због тога се унутар ћелија појављују редокс реакције, где врста добија или губи електроне.

Електроде служе као површина која олакшава и омогућава развој ових реакција. У зависности од њихових набоја, може доћи до оксидације или смањења врста.

Да бисмо ово боље разумели, биће објашњени само хемијски аспекти цинко-угљеничне батерије.

Оксидација цинкове електроде

Чим се укључи електронски уређај, батерија ће ослободити електроне оксидацијом цинкове електроде. То се може представити следећом хемијском једначином:

Зн => Зн ²⁺ + 2е ^-

Ако је око Зн ²⁺ око метала, доћи ће до позитивне пристраности набоја, тако да неће бити даље оксидације. Због тога, Зн ²⁺ мора да дифузује кроз пасте према катоди, где ће електрони ући назад.

Једном када електрони активирају артефакт, враћају се другој електроди: графитној, како би пронашли неке хемијске врсте које „чекају“ на њу.

Редукција амонијум-хлорида

Као што је раније поменуто, постоје НХ ₄ Цл и МнО ₂ тестенину , супстанцама које чине њен пХ кисео. Чим електрони уђу, догодиће се следеће реакције:

2НХ ₄ ⁺ + 2е ^- => 2НХ ₃ + Х ₂

Два производа, амонијак и молекуларни водоник, НХ ₃ и Х ₂ , су гасови, па стога може "бубри" батерија ако не подвргавају другим трансформацијама; као што су следећа два:

Зн ²⁺ + 4НХ ₃ => ²⁺

Х ₂ + 2МнО ₂ => 2МнО (ОХ)

Имајте на уму да је амонијак је смањена (стечена електроне) да постану НХ ₃ . Те гасове су затим неутрализовали остали састојци пасте.

Комплекс ²⁺ олакшава дифузију Зн ²⁺ јона према катоди и на тај начин спречава ћелију да „успори“.

Спољни круг уређаја функционира као мост за електроне; иначе никада не би постојала директна веза између лименке цинка и графитне електроде. На слици структуре овај круг би представљао црни кабл.

Преузимање

Суве ћелије долазе у разним варијантама, величинама и радним напонима. Неки од њих нису пуњиви (примарне волтајске ћелије), док су други (секундарне волтаичне ћелије).

Цинк-угљенска батерија има радни напон од 1,5 В. Облици се мењају на основу њихових електрода и састава њихових електролита.

Доћи ће тачка у којој је сав електролит реаговао, и без обзира колико цинка оксидирало, неће бити врста које примају електроне и подстичу њихово ослобађање.

Даље, може се десити случај да формирани гасови више не буду неутрализовани и даље врше притисак унутар ћелија.

Цинк-угљене батерије и остале батерије које се не могу пунити, морају се рециклирати; будући да су његове компоненте, посебно никл-кадмијум компоненте, штетне за животну средину загађујући тла и воде.

Референце

1. Схивер & Аткинс. (2008). Неорганска хемија. (Четврто издање). Мц Грав Хилл.
2. Вхиттен, Давис, Пецк и Станлеи. (2008). Хемија. (8. изд.). ЦЕНГАГЕ Учење.
3. "Сува ћелија" батерија. Опоравак од: макахики.кцц.хаваии.еду
4. Хоффман С. (10. децембра 2014). Шта је сува ћелија? Опоравак од: упсбаттерицентер.цом
5. Веед, Геоффреи. (24. априла 2017). Како раде батерије са сувом ћелијом? Сциацхинг. Опоравило од: сциацхинг.цом
6. Воодфорд, Цхрис. (2016) Батерије. Опоравак од: обясинтхатстуфф.цом.