Как работает батарея сухой ячейки?
Компоненты
* anode: Это отрицательный терминал, обычно изготовленный из цинка. Это где происходит окисление (потеря электронов).
* Катод: Это положительный терминал, обычно изготовленный из углеродного стержня, окруженного диоксидом марганца (MNO2). Это где происходит восстановление (усиление электронов).
* Электролит: В сухой ячейке электролит представляет собой паступодобную смесь хлорида аммония (NH4CL) и хлорида цинка (ZnCl2). Он действует как проводник для ионов, чтобы перемещаться между электродами.
* Разделитель: Пористый материал, такой как бумага или картон, отделяет анод и катод, предотвращая прямой контакт, но позволяя поток ионов.
Химическая реакция
1. окисление в аноде: Атомы цинка в аноде теряют электроны и становятся ионами цинка (Zn2+). Это представлено следующей полуреакцией:
Zn (s) → zn2 + (aq) + 2e-
2. сокращение на катоде: Диоксид марганца (MNO2) реагирует с электронами из ионов анода и аммония (NH4+) от электролита. Это формирует гидроксид оксида марганца (MnooH) и аммиак (NH3). Половина реакции выглядит так:
2mno2 (s) + 2nh4 + (aq) + 2e- → mn2o3 (s) + 2nh3 (aq) + h2o (l)
3. Общая реакция: Общая химическая реакция в сухой клетке составляет:
Zn (s) + 2mno2 (s) + 2nh4 + (aq) → zn2 + (aq) + mn2o3 (s) + 2nh3 (aq) + h2o (l)
Как он производит электроэнергию
* электронный поток: Электроны, выпущенные на потоке анода через внешнюю цепь (питание вашего устройства) в катод.
* Ионное движение: Электролит позволяет ионам двигаться. Ионы цинка перемещаются от анода к катоду, в то время как ионы аммония (NH4+) перемещаются от электролита к катоду. Это поддерживает электрический нейтралитет.
ключевые точки
* Demy Current (DC): Сухие ячейки производят постоянный ток, что означает, что электроны текут в одном направлении.
* напряжение: Напряжение сухой клетки зависит от конкретных химических веществ и их концентрации. Обычные сухие клетки имеют напряжение 1,5 вольт.
* ограниченный срок службы: Сухие клетки имеют ограниченный срок службы, потому что химические реакции в конечном итоге потребляют реагенты, а электролит может высохнуть.
* Не-переоборудованный: Сухие клетки, как правило, не приведены. Химические реакции, которые производят электроэнергию, необратимы.
типы сухих клеток
* Carbon-Zinc (цинк-хлорид) клетки: Наиболее распространенный тип, недорогой, но имеет более низкую плотность энергии и более короткий срок службы.
* щелочные клетки: Используйте электролит гидроксида калия (KOH), обеспечивая более высокую плотность энергии и более длительный срок службы.
* литиевые клетки: Используйте литиевый металл в качестве анода и различных катодов, что приводит к более высокой плотности энергии и более длительной жизни.
Дайте мне знать, если у вас есть еще вопросы!