De Alkaline batterij Het is een batterij waarin de pH van de elektrolytensamenstelling basisch is. Dit is het belangrijkste verschil tussen deze batterij en vele andere, waar de elektrolyten zuur zijn; net als bij zink-koolstofbatterijen die NH-zouten gebruiken4Cl, of zelfs geconcentreerd zwavelzuur in autoaccu's.
Het is ook een droge cel, aangezien de basiselektrolyten de vorm hebben van een pasta met een laag vochtigheidspercentage; maar voldoende om een migratie van de ionen die deelnemen aan de chemische reacties naar de elektroden toe te staan, en zo het elektronencircuit te voltooien.
In de afbeelding hierboven heb je een 9V-batterij van Duracell, een van de bekendste voorbeelden van alkalinebatterijen. Hoe groter de batterij, hoe langer de levensduur en werkcapaciteit zal zijn (vooral als ze bedoeld zijn voor energie-intensieve apparaten). Voor kleine apparaten heb je AA- en AAA-batterijen.
Een ander verschil, afgezien van de pH van hun elektrolytensamenstelling, is dat ze, al dan niet oplaadbaar, over het algemeen langer meegaan dan zuurbatterijen..
Artikel index
In de zink-koolstofbatterij bevinden zich twee elektroden: een van zink en de andere van grafietkoolstof. In de "basisversie" bestaat een van de elektroden in plaats van grafiet uit mangaan (IV) oxide, MnOtwee gemengd met grafiet.
Het oppervlak van beide elektroden wordt verbruikt en bedekt door de vaste stoffen die het resultaat zijn van de reacties.
Ook is er in plaats van een blik met een homogeen zinkoppervlak als celcontainer een serie compact discs (afbeelding boven).
In het midden van alle schijven ligt een staaf MnOtwee, Een isolerende ring steekt aan de bovenkant uit en markeert de positieve pool (kathode) van de batterij.
Merk op dat de schijven bedekt zijn met een poreuze en een metalen laag; de laatste kan ook een dunne plastic film zijn.
De basis van de batterij vormt de negatieve pool, waar het zink oxideert en de elektronen vrijgeeft; maar deze hebben een extern circuit nodig om de bovenkant van de stapel te bereiken, de positieve pool.
Het zinkoppervlak is niet glad, zoals bij Leclanché-cellen het geval is, maar ruw; dat wil zeggen, ze hebben veel poriën en een groot oppervlak die de activiteit van de batterij verhogen.
De vorm en structuur van de batterijen veranderen naargelang het type en het ontwerp. Alle alkalinebatterijen hebben echter gemeen een basische pH van hun elektrolytensamenstelling, die het gevolg is van de toevoeging van NaOH of KOH aan het pasteuze mengsel..
Eigenlijk zijn het de OH-ionen- degenen die deelnemen aan de reacties die verantwoordelijk zijn voor de elektrische energie die door deze objecten wordt geleverd.
Wanneer de alkalinebatterij op het apparaat is aangesloten en ingeschakeld, reageert het zink onmiddellijk met de OH- van de pasta:
Zn (s) + 2OH-(ac) => Zn (OH)twee(s) + 2e-
De 2 elektronen die vrijkomen door de oxidatie van zink reizen naar het externe circuit, waar ze verantwoordelijk zijn voor het starten van het elektronische mechanisme van het apparaat.
Vervolgens keren ze terug naar de batterij via de positieve pool (+), de kathode; dat wil zeggen, ze reizen langs de MnO-elektrodetwee-grafiet. Omdat de pasta een bepaalde luchtvochtigheid heeft, vindt de volgende reactie plaats:
2MnOtwee(s) + 2HtweeO (l) + 2e- => 2MnO (OH) (s) + 2OH-(ac)
Nu is het MnOtwee Zn-elektronen worden verminderd of gewonnen. Om deze reden komt deze aansluiting overeen met de kathode, waar de reductie plaatsvindt.
Merk op dat de OH- het wordt aan het einde van de cyclus geregenereerd om de oxidatie van Zn te hervatten; met andere woorden, ze diffunderen in het midden van de pasta totdat ze weer in contact komen met het poedervormige zink.
Evenzo worden geen gasvormige producten gevormd, zoals wel gebeurt bij de zink-koolstofcel waar NH wordt gegenereerd.3 en Htwee.
Er zal een punt komen waarop het hele oppervlak van de elektrode wordt bedekt door de vaste Zn (OH) -stoffentwee en MnO (OH), waardoor de levensduur van de batterij wordt beëindigd.
De beschreven alkalinebatterij is niet oplaadbaar, dus als deze eenmaal "leeg" is, kunt u deze niet meer gebruiken. Dit is niet het geval bij oplaadbare, die worden gekenmerkt door omkeerbare reacties..
Om de producten om te zetten in reactanten, moet een elektrische stroom in de tegenovergestelde richting worden aangelegd (niet van anode naar kathode, maar van kathode naar anode).
Een voorbeeld van een oplaadbare alkalinebatterij is NiMH. Het bestaat uit een NiOOH-anode, die elektronen verliest aan de nikkelhydride-kathode. Wanneer de batterij wordt gebruikt, ontlaadt deze, en hier komt de bekende uitdrukking "de batterij opladen" vandaan..
Zo kan hij honderden keren worden opgeladen als dat nodig is; de tijd kan echter niet volledig worden teruggedraaid en bereikt de oorspronkelijke omstandigheden (wat onnatuurlijk zou zijn).
Evenzo kan het niet op een willekeurige manier worden opgeladen: de richtlijnen die door de fabrikant worden aanbevolen, moeten worden gevolgd..
Dat is de reden waarom vroeg of laat ook deze batterijen vergaan en hun effectiviteit verliezen. Het heeft echter het voordeel dat het niet snel kan worden weggegooid, waardoor het minder bijdraagt aan vervuiling..
Andere oplaadbare batterijen zijn nikkel-cadmium- en lithiumbatterijen..
Sommige varianten van alkalinebatterijen zijn zo klein dat ze kunnen worden gebruikt in horloges, afstandsbedieningen, klokken, radio's, speelgoed, computers, consoles, zaklampen, enz. Anderen zijn groter dan een beeldje van een Star Wars-kloon.
In feite zijn dit degenen op de markt die de overhand hebben op andere soorten batterijen (althans voor thuisgebruik). Ze gaan langer mee en wekken meer elektriciteit op dan conventionele Leclanché-batterijen.
Hoewel de zink-mangaanbatterij geen giftige stoffen bevat, openen andere batterijen, bijvoorbeeld die van kwik, een debat over hun mogelijke impact op het milieu..
Aan de andere kant werken alkalinebatterijen heel goed bij een breed temperatuurbereik; Het kan zelfs onder 0 ° C werken, dus ze zijn een goede bron van elektrische energie voor die apparaten die zijn omgeven door ijs.
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.