Τα κύτταρα και οι μπαταρίες είναι συσκευές που μετατρέπουν τη χημική ενέργεια (μέσω αντιδράσεων μείωσης της οξείδωσης) σε ηλεκτρική ενέργεια. Μπορούν να ταξινομηθούν σε δύο τύπους: προκριματικές εκλογές κόμματος και δευτεροβάθμια.
Τα πρωτεύοντα κελιά και οι μπαταρίες είναι εκείνα που δεν μπορούν να επαναφορτιστούν. Μόλις σταματήσει η αντίδραση μεταφοράς ηλεκτρονίων, το κύτταρο σταματά να λειτουργεί, καθώς οι αντιδράσεις του δεν είναι αναστρέψιμες.
Ήδη Οι μπαταρίες και οι δευτερεύουσες μπαταρίες είναι επαναφορτιζόμενες και μπορούν να χρησιμοποιηθούν ξανά και ξανά.. Δείτε τα δύο κύρια παραδείγματα δευτερευόντων μπαταριών:
- Μπαταρία αυτοκινήτου (μπαταρία μολύβδου / οξειδίου μολύβδου):
Αυτή η μπαταρία σχηματίζεται από πλάκες μολύβδου (Pb) συνδεδεμένες στον αρνητικό σύνδεσμο και τοποθετούνται διάσπαρτες με πλάκες μολύβδου καλυμμένες με διοξείδιο μολύβδου (PbO2) τα οποία, με τη σειρά τους, συνδέονται με το θετικό βύσμα. Και οι δύο βυθίζονται σε ένα υδατικό διάλυμα θειικού οξέος (Η2ΜΟΝΟ4) με 40% κατά μάζα, που λειτουργεί ως ηλεκτρολύτης (αγώγιμο διάλυμα ιόντων).
Ο μόλυβδος είναι το αρνητικό ηλεκτρόδιο ή άνοδο που οξειδώνεται, χάνει ηλεκτρόνια και το διοξείδιο του μολύβδου λειτουργεί ως θετικό ηλεκτρόδιο, κάθοδος, η οποία μειώνεται, κερδίζοντας ηλεκτρόνια:
Μισή αντίδραση ανόδου: Pb + HSO41-+ Χ2O ↔ PbSO4 + Χ3Ο1+ + 2ε-
Ημι-αντίδραση καθόδου: PbO2 + HSO41-+ 3Η3Ο1+ + 2ε-↔ PbSO4 + 5 ώρες2Ο
Συνολική αντίδραση: Pb + PbO2 + 2 HSO41-+ 2 Ω3Ο1+↔ 2 PbSO4 + 4 Ω2Ο
Καθώς καταναλώνεται θειικό οξύ, η μπαταρία θα αποφορτιστεί. Αλλά αυτές οι αντιδράσεις αποφόρτισης μπαταρίας που φαίνονται παραπάνω είναι αναστρεπτός. Δεδομένου ότι οι αντίστροφες αντιδράσεις δεν είναι αυθόρμητες, είναι απαραίτητο να τροφοδοτείται ένα συνεχές ηλεκτρικό ρεύμα μέσω μιας γεννήτριας όπως ένας εναλλάκτης ή ένα δυναμό. Έτσι, αυτές οι αντιδράσεις συμβαίνουν στην αντίθετη κατεύθυνση, αναδημιουργώντας το θειικό οξύ και επιτρέποντας στην μπαταρία να χρησιμοποιηθεί ξανά.
Οι μπαταρίες αυτοκινήτου επαναφορτίζονται συνήθως από το δυναμό του οχήματος. Η ενέργεια παρέχεται από την κίνηση του κινητήρα μέσω του εναλλάκτη, ο οποίος έχει δυναμό, του οποίου η λειτουργία είναι να μετατρέπει τη μηχανική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια. Αυτή η επαναφόρτιση πρέπει να γίνεται συχνά επειδή αυτός ο τύπος μπαταρίας αποφορτίζεται συχνά.
Η πυκνότητα του διαλύματος οξέος μάς δείχνει τον βαθμό αποφόρτισης της μπαταρίας, εάν η πυκνότητα είναι μικρότερη από 1,20 g / cm3, εκφορτώνεται, αλλά αν είναι ίσο με 1,28 g / cm3, είναι φορτωμένο.
Για περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με αυτόν τον τύπο μπαταρίας, διαβάστε το κείμενο Μπαταρία μολύβδου αυτοκινήτου.
- Μπαταρία κινητού τηλεφώνου (μπαταρία ιόντων λιθίου):
Αυτή η μπαταρία αντιπροσωπεύει το πιο σύγχρονο σύστημα μετατροπής ενέργειας, που χρησιμοποιείται ευρέως σε φορητό ηλεκτρονικό εξοπλισμό, ειδικά σε κινητά τηλέφωνα.
Εν συντομία, η κάθοδος ή ο θετικός πόλος αυτής της μπαταρίας είναι οξείδιο λιθίου και κοβάλτιο, και η άνοδος ή ο αρνητικός πόλος αποτελούνται από άνθρακα (γραφίτης). Η λειτουργία του βασίζεται στην κίνηση ιόντων λιθίου από την άνοδο προς την κάθοδο μέσω του ηλεκτρολύτη, ο οποίος είναι ένας μη υδατικός διαλύτης:
Μισή αντίδραση ανόδου: LiγΝΤΟ6 (α) → y Λι + ΝΤΟ6+ε-
Ημι-αντίδραση καθόδου: LiΧΕρωτολογώ2 (α) + γ ανάγνωση+(μικρό) + γ και- → Διάβασαx + εΕρωτολογώ2 (α)
Παγκόσμια αντίδραση: ΛιγΝΤΟ6 (α) + διαβάστεΧΕρωτολογώ2 → Γ6(μικρό) + ανάγνωσηx + εΕρωτολογώ2 (α)
Αυτές οι αντιδράσεις είναι αναστρέψιμες, επομένως αυτές οι μπαταρίες μπορούν να επαναφορτιστούν εάν τοποθετηθούν σε μια συσκευή. το οποίο διεξάγει ηλεκτρικό ρεύμα και προκαλεί την αντίστροφη αντίδραση, στην οποία τα ιόντα λιθίου θα μεταναστεύσουν από το οξείδιο στο γραφίτης.
Το κείμενο Μπαταρίες και μπαταρίες λιθίου εξηγεί λεπτομερώς τη λειτουργία αυτών των συσκευών.
Από την Jennifer Fogaça
Αποφοίτησε στη Χημεία
Πηγή: Σχολείο της Βραζιλίας - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/pilhas-baterias-secundarias.htm
