Másodlagos cellák és elemek. Újratölthető elemek és elemek

A cellák és az elemek olyan eszközök, amelyek a kémiai energiát (oxidációs-redukciós reakciók révén) elektromos energiává alakítják. Két típusba sorolhatók: előválasztások és másodlagos.

Az elsődleges cellák és elemek nem tölthetők fel. Miután az elektrontranszfer reakció leáll, a sejt leáll, mivel reakciói nem visszafordíthatók.

Már az akkumulátorok és a másodlagos akkumulátorok újratölthetőek, és újra és újra felhasználhatók.. Lásd a szekunder elemek két fő példáját:

• Autós akkumulátor (ólom / ólom-oxid akkumulátor):

Ezt az akkumulátort a negatív csatlakozóhoz kapcsolt ólomlemezek (Pb) alkotják, amelyeket ólom-dioxiddal (PbO₂), amelyek viszont a pozitív csatlakozóhoz vannak csatlakoztatva. Mindkettőt kénsav vizes oldatába (H₂CSAK₄) 40 tömeg% -kal, amely elektrolitként működik (az ionok vezető oldata).

Az ólom az a negatív elektród vagy anód, amely oxidál, elveszíti az elektronokat, és az ólom-dioxid úgy működik, mint a pozitív elektróda, a katód, amely önmagát redukálja, és elektronokat nyer:

Anód félreakció: Pb + HSO₄^1-+ H₂O ↔ PbSO₄ + H₃O¹⁺ + 2e^-
Katód félreakció: PbO₂ + HSO₄^1-+ 3H₃O¹⁺ + 2e^-↔ PbSO₄ + 5 óra₂O
Általános reakció: Pb + PbO₂ + 2 HSO₄^1-+ 2 H₃O¹⁺2 PbSO₄ + 4 H₂O

A kénsav fogyasztásával az akkumulátor lemerül. De ezek az akkumulátor lemerülési reakciói a fentiekben láthatók megfordítható. Mivel a fordított reakciók nem spontánok, folyamatos elektromos áramot kell biztosítani olyan generátoron keresztül, mint egy generátor vagy egy dinamó. Így ezek a reakciók az ellenkező irányba fordulnak elő, regenerálják a kénsavat és lehetővé teszik az akkumulátor újbóli használatát.

Az autó akkumulátorait általában a jármű dinamója tölti fel. Az energiát a motor mozgása biztosítja a generátoron keresztül, amelynek dinamója van, amelynek feladata a mechanikai energia átalakítása elektromos energiává. Ezt a feltöltést gyakran kell elvégezni, mert az ilyen típusú akkumulátorok gyakran lemerülnek.

A savas oldat sűrűsége megmutatja az akkumulátor lemerülésének mértékét, ha a sűrűség kisebb, mint 1,20 g / cm³, akkor nincs terhelve, de ha 1,28 g / cm³, be van töltve.

Az ilyen típusú akkumulátorokkal kapcsolatos további részletekért olvassa el a szöveget Autós ólomakkumulátor.

• Mobiltelefon akkumulátor (lítium-ion akkumulátor):

Ez az akkumulátor a legmodernebb energiaátalakító rendszert képviseli, amelyet széles körben alkalmaznak hordozható elektronikus berendezésekben, különösen a mobiltelefonokban.

Röviden: ennek az elemnek a katódja vagy pozitív pólusa lítium-oxid és kobalt, az anód vagy negatív pólus pedig szénből (grafit) áll. Működése azon alapul, hogy a lítiumionok az anódtól a katódig az elektroliton keresztül mozognak, amely nem vizes oldószer:

Anód félreakció: Li_yÇ_{6 (s)} → y Li + Ç₆+y-
Katód félreakció: Li_xTurbékol_{2 (s)} + y olvas⁺_s + y és^- → olvastam_{x + y}Turbékol_{2 (s)}
Globális reakció: Li_yÇ_{6 (s)} + olvasni_xTurbékol₂ → C_6s + olvas_{x + y}Turbékol_{2 (s)} 

Ezek a reakciók visszafordíthatók, ezért ezek az akkumulátorok újratölthetők, ha eszközbe helyezik őket. amely elektromos áramot vezet és fordított reakciót vált ki, amelyben a lítiumionok az oxidból a grafit.

A szöveg Lítium elemek és elemek részletesen ismerteti ezen eszközök működését.

Írta: Jennifer Fogaça
Kémia szakon végzett

Forrás: Brazil iskola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/pilhas-baterias-secundarias.htm