Sekundarne ćelije i baterije. Punjive baterije i baterije

Stanice i baterije su uređaji koji kemijsku energiju (reakcijama redukcije oksidacije) pretvaraju u električnu. Mogu se klasificirati u dvije vrste: primarne i sekundarni.

Primarne ćelije i baterije su one koje se ne mogu puniti. Kad prestane reakcija prijenosa elektrona, stanica prestaje funkcionirati, jer njezine reakcije nisu reverzibilne.

Već baterije i sekundarne baterije mogu se puniti i mogu se koristiti iznova i iznova.. Pogledajte dva glavna primjera sekundarnih baterija:

• Akumulator za automobil (olovna / olovo-oksidna baterija):

Ovu bateriju čine olovne ploče (Pb) povezane s negativnim konektorom i postavljene prošarane olovnim pločicama prekrivenim olovnim dioksidom (PbO₂) koji su pak povezani s pozitivnim konektorom. Oboje su uronjeni u vodenu otopinu sumporne kiseline (H₂SAMO₄) s 40% mase, koji djeluje kao elektrolit (vodljiva otopina iona).

Olovo je negativna elektroda ili anoda koja oksidira, gubi elektrone, a olovni dioksid djeluje kao pozitivna elektroda, katoda, koja se sama reducira, dobivajući elektrone:

Polovina reakcije anode: Pb + HSO₄^1-+ H₂O ↔ PbSO₄ + H₃O¹⁺ + 2e^-
Polureakcija katode: PbO₂ + HSO₄^1-+ 3H₃O¹⁺ + 2e^-↔ PbSO₄ + 5 sati₂O
Ukupna reakcija: Pb + PbO₂ + 2 HSO₄^1-+ 2 H₃O¹⁺↔ 2 PbSO₄ + 4 H₂O

Kako se troši sumporna kiselina, baterija će se isprazniti. Ali ove gore prikazane reakcije pražnjenja baterije jesu reverzibilan. Budući da reverzne reakcije nisu spontane, potrebno je kontinuiranu električnu struju opskrbljivati ​​kroz generator kao što je alternator ili dinamo. Dakle, ove reakcije se odvijaju u suprotnom smjeru, regenerirajući sumpornu kiselinu i omogućujući ponovnu upotrebu baterije.

Akumulatori za automobile obično se pune u vozilu. Energija se dobiva kretanjem motora kroz alternator, koji ima dinamo, čija je funkcija pretvaranje mehaničke energije u električnu. Ovo se punjenje mora često izvoditi jer se ova vrsta baterija često prazni.

Gustoća otopine kiseline pokazuje nam stupanj pražnjenja baterije, ako je gustoća manja od 1,20 g / cm³, rasterećuje se, ali ako je jednako 1,28 g / cm³, učitan je.

Za više pojedinosti o ovoj vrsti baterija pročitajte tekst Akumulator za automobil u automobilu.

• Baterija mobitela (litij-ionska baterija):

Ova baterija predstavlja najmoderniji sustav za pretvorbu energije, koji se široko koristi u prijenosnoj elektroničkoj opremi, posebno u mobitelima.

Ukratko, katoda ili pozitivni pol ove baterije su litijev oksid i kobalt, a anoda ili negativni pol sastoji se od ugljika (grafita). Njegov se rad temelji na kretanju litijevih iona od anode do katode kroz elektrolit, koji je ne-vodeno otapalo:

Polovina reakcije anode: Li_gÇ₆ → y Li + Ç₆+y-
Polureakcija katode: Li_xGugutati₂ + g čitati⁺_(s) + g i^- → Čitam_{x + y}Gugutati₂
Globalna reakcija: Li_gÇ₆ + čitati_xGugutati₂ → C_6(s) + čitati_{x + y}Gugutati₂ 

Te su reakcije reverzibilne, pa se ove baterije mogu puniti ako se stave u uređaj. koji provodi električnu struju i uzrokuje obrnutu reakciju, u kojoj će litijevi ioni migrirati iz oksida u grafit.

Tekst Litijske baterije i baterije detaljno objašnjava rad ovih uređaja.

Napisala Jennifer Fogaça
Diplomirao kemiju

Izvor: Brazil škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/pilhas-baterias-secundarias.htm