Alkaline Batterie

Die alkalische Batterie verwendet Kaliumhydroxid als Elektrolyt, um Energie zu erzeugen

Was ist eine alkalische Batterie??

A Alkaline Batterie Es ist eine Batterie, die ihre Energie aus der chemischen Oxidationsreaktion zwischen Zink (Kathode) und Mangandioxid (Anode) erhält und als Elektrolyt Kaliumhydroxid verwendet. Das Medium ist grundlegend und heißt "alkalisch".

Dies ist der Hauptunterschied zwischen diesem Stapel und vielen anderen, wo seine Elektrolyte Säuren sind, wie es bei den Zink-Kohlenstoff-Batterien der Fall ist, die NH-Salze verwenden₄CL oder sogar Schwefelsäure konzentrierten sich auf Autobatterien.

Es handelt sich auch um eine trockene Batterie, da die Basiselektrolyte in Form von Nudeln mit einem geringen Prozentsatz der Feuchtigkeit vorliegen, jedoch ausreichend sind, um eine Migration der Ionen zu ermöglichen.

Je größer der Stapel, desto größer seines Lebens und seine Arbeitskapazität (besonders wenn sie für Artefakte bestimmt sind, die viel Energie verbrauchen). Für kleine Artefakte haben Sie die AA- und AAA -Batterien.

Ein weiterer Unterschied, abgesehen vom pH -Wert seiner elektrolytischen Zusammensetzung.

Alkalische Batteriekomponenten

In der Zink-Kohlenstoff-Batterie gibt es zwei Elektroden: ein Zink und den anderen grafischen Kohlenstoff. In seiner "Grundversion" eines der Elektroden anstelle von Graphit besteht aus Manganoxid (IV), Mine₂, gemischt mit Graphit.

Die Oberfläche beider Elektroden wird verbraucht und mit den Feststoffen beschichtet, die sich aus den Reaktionen ergeben.

Innenraum einer alkalischen Batterie. Quelle: Wikimedia Commons

Anstelle einer Dose mit homogener Zinkoberfläche als Zellbehälter gibt es auch eine Reihe von Kompaktscheiben (überlegenes Bild).

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In der Mitte aller Scheiben liegt eine Mno -Stange₂, An dessen oberes Ende steht eine isolierende Waschmaschine und markiert das positive Terminal (Kathode) des Stapels.

Die Scheiben sind mit einer porösen und einer Metallschicht bedeckt. Letzteres könnte auch ein dünner Plastikfilm sein.

Die Basis der Batterie bildet das negative Anschluss, an dem Zink Elektronen oxidiert und freigibt. Diese benötigen jedoch eine externe Schaltung, um die Oberseite der Batterie zu erreichen, ihr positives Terminal.

Die Zinkoberfläche ist nicht glatt, wie es bei LeClanchés Zellen der Fall ist, aber rau. Das heißt, sie präsentieren viele Poren und einen großen oberflächlichen Bereich, der die Aktivität der Batterie erhöht.

Grundelektrolyte

Die Form und Struktur der Batterien ändern sich entsprechend dem Typ und dem Design. Alle alkalischen Batterien haben jedoch gemeinsam einen grundlegenden pH -Wert ihrer elektrolytischen Zusammensetzung.

Eigentlich sind oh ionen^- Diejenigen, die an den Reaktionen teilnehmen, die für den von diesen Objekten beigestellten Strom verantwortlich sind.

Wie funktioniert eine alkalische Batterie??

Wenn sich die alkalische Batterie mit dem Artefakt angeschlossen hat und eingeschaltet ist, reagiert der Zink sofort mit dem OH^- der Pasta:

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

Die 2 Elektronen, die von Zinkoxidation freigesetzt werden.

Dann kehren sie durch das positive Terminal (+), die Kathode, zum Batterie zurück, dh sie reisen die MnO -Elektrode₂-Graphit. Da die Nudeln eine bestimmte Luftfeuchtigkeit aufweist, findet die folgende Reaktion statt:

Es kann Ihnen dienen: Calcogene oder Amphumos

2Mn₂(s) + 2h₂Oder (l) + 2e^- => 2 Mio. (OH) (S) + 2OH^-(Ac)

Jetzt der mno₂ Zn -Elektronen werden reduziert oder gewonnen. Aus diesem Grund entspricht dieses Terminal der Kathode, in der die Reduktion auftritt.

OH^- Es wird am Ende des Zyklus regeneriert, um die Oxidation des Zn zu beginnen. Mit anderen Worten, sie breiten sich in der Mitte der Nudeln aus, bis sie wieder mit dem pulverierten Zink in Kontakt kommen.

Ebenso werden gasförmige Produkte gebildet, wie es beim Zink-Kohlenstoff-Stapel der Fall ist, wo NH erzeugt wird₃ und h₂.

Ein Punkt kommt dort an, wo die gesamte Oberfläche der Elektrode von Zn (OH) Feststoffen abgedeckt wird₂ und Mno (OH), um die Nutzungsdauer des Stapels zu beenden.

Wiederaufladbare Batterien

Die beschriebene alkalische Batterie ist nicht wiederaufladbar. Sobald "tot" "tot" ist. Dies unterscheidet sich bei den wiederaufladbaren, die durch reversible Reaktionen gekennzeichnet sind.

Um die Produkte in Reagenzien umzukehren, muss ein elektrischer Strom in die entgegengesetzte Richtung aufgetragen werden (nicht von der Anode zur Kathode, sondern von der Kathode zur Anode).

Ein Beispiel für eine wiederaufladbare alkalische Batterie ist der NIMH. Dies besteht aus einer Niooh -Anode, die Elektronen verliert, die zur Nickelhydrid -Kathode gehen. Wenn die Batterie verwendet wird, und hier der bekannte Ausdruck "Belastung der Akku" kommt.

Somit kann es nach Bedarf hunderte Male neu geladen werden. Die Zeit kann jedoch nicht vollständig umgekehrt werden und die ursprünglichen Bedingungen erreicht (die unnatürlich wären).

Ebenso kann es nicht auf willkürliche Weise aufgeladen werden: Die vom Hersteller empfohlenen Richtlinien müssen befolgt werden.

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Deshalb gehen diese Batterien früher oder später ebenfalls um und verlieren ihre Effektivität. Es bietet jedoch den Vorteil, nicht schnell verfügbar zu sein, was weniger zur Verschmutzung beiträgt.

Andere wiederaufladbare Batterien sind die von Nickel-Cadmium und Lithium.

Verwendung von alkalischen Batterien

- Einige Varianten von alkalischen Batterien sind so klein, dass sie in Uhren, Fernbedienungen, Uhren, Radios, Spielzeug, Computern, Konsolen, Taschenlampen usw. verwendet werden können. 

- Auf dem Markt stehen diese, die gegenüber anderen Arten von Batterien vorherrschen (zumindest für inländische Verwendungszwecke). Sie halten länger und erzeugen mehr Strom als konventionelle LeClanché -Stapel.

- Sie funktionieren sehr gut in einem weiten Temperaturbereich, sie können sogar unter 0 ° C arbeiten, sodass sie eine gute Quelle für elektrische Leistung für diese mit Eis gestellten Artefakte sind.

Während die Zink-Mangan-Batterie keine giftigen Substanzen enthält, eröffnen andere Batterien, beispielsweise die von Quecksilber, eine Debatte über ihre möglichen Auswirkungen auf die Umwelt.

Verweise

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley (2008). Chemie. Cengage Lernen.
2. Häufige Fragen: Wissenschaft. Von Duracell geborgen.mx
3. Was ist der Unterschied zwischen alkalischen und nicht-alkalischen Batterien? Von wissenschaftlich erholt.com
4. Die alkalisch-manganische Batterie. Mikro wiederhergestellt.Magnet.FSU.Edu