Kako djeluje baterija suhe ćelije?
Komponente
* anoda: Ovo je negativan terminal, obično izrađen od cinka. Tamo se događa oksidacija (gubitak elektrona).
* katoda: Ovo je pozitivni terminal, obično izrađen od ugljikove šipke okružen manganovim dioksidom (MNO2). Tamo se događa smanjenje (dobitak elektrona).
* Elektrolit: U suhoj ćeliji, elektrolit je mješavina amonijevog klorida (NH4CL) i cinkovog klorida (Zncl2). Djeluje kao vodič da se ioni kreću između elektroda.
* separator: Porozni materijal poput papira ili kartona razdvaja anodu i katodu, sprječavajući izravan kontakt, ali omogućavajući protok iona.
Kemijska reakcija
1. Oksidacija na anodi: Atomi cinka na anodi gube elektrone i postaju cink ioni (Zn2+). To je predstavljeno sljedećim polu-reakcijom:
Zn (s) → zn2 + (aq) + 2e-
2. Smanjenje na katodi: Mangan dioksid (MNO2) reagira s elektronima iz anode i amonijevih iona (NH4+) iz elektrolita. To tvori mangan oksid hidroksid (MNOOH) i amonijak (NH3). Pola reakcija izgleda ovako:
2MNO2 (s) + 2NH4 + (aq) + 2E- → Mn2O3 (s) + 2NH3 (aq) + H2O (L)
3. Ukupna reakcija: Ukupna kemijska reakcija u suhoj ćeliji je:
Zn (s) + 2MNO2 (s) + 2NH4 + (aq) → Zn2 + (aq) + Mn2O3 (s) + 2NH3 (aq) + H2O (l)
Kako proizvodi električnu energiju
* Protok elektrona: Elektroni koji se puštaju u anodu protok kroz vanjski krug (napajanje uređaja) do katode.
* Ionsko pokret: Elektrolit omogućava ionima da se kreću. Cink ioni kreću se iz anode prema katodi, dok amonijev ioni (NH4+) prelaze iz elektrolita na katodu. To održava električnu neutralnost.
ključne točke
* Izravna struja (DC): Suhe stanice proizvode izravnu struju, što znači da elektroni protoče u jednom smjeru.
* napon: Napon suhe stanice ovisi o specifičnim korištenim kemikalijama i njihovoj koncentraciji. Uobičajene suhe stanice imaju napon od 1,5 volti.
* Ograničeni životni vijek: Suhe stanice imaju ograničen životni vijek jer kemijske reakcije na kraju konzumiraju reaktante, a elektrolit se može osušiti.
* Nezapojniva: Suhe stanice su obično ne-puštajuće. Kemijske reakcije koje proizvode električnu energiju su nepovratne.
Vrste suhih stanica
* Stanice ugljika-cinc (cink-klorid): Najčešći tip, jeftin, ali ima manju gustoću energije i kraći životni vijek.
* Alkalne stanice: Koristite elektrolit kalijevog hidroksida (KOH), pružajući veću gustoću energije i duži životni vijek.
* Litijeve stanice: Koristite litijev metal kao anodu i razne katode, što rezultira većom gustoćom energije i duljim životom.
Javite mi ako imate još pitanja!