Sekundārie elementi un baterijas. Uzlādējamas baterijas un akumulatori

Šūnas un akumulatori ir ierīces, kas ķīmisko enerģiju (izmantojot oksidēšanās-reducēšanās reakcijas) pārveido par elektrisko enerģiju. Tos var iedalīt divos veidos: primāri un sekundāri.

Primārās šūnas un baterijas ir tās, kuras nevar uzlādēt. Kad elektronu pārneses reakcija beidzas, šūna pārtrauc darboties, jo tās reakcijas nav atgriezeniskas.

Jau tagad akumulatori un sekundārie akumulatori ir uzlādējami un tos var izmantot atkal un atkal.. Skatiet divus galvenos sekundāro bateriju piemērus:

• Automašīnas akumulators (svina / svina oksīda akumulators):

Šo akumulatoru veido svina plāksnes (Pb), kas savienotas ar negatīvo savienotāju un novietotas mijas ar svina plāksnēm, kas pārklātas ar svina dioksīdu (PbO).₂), kas, savukārt, ir savienoti ar pozitīvo savienotāju. Abi ir iegremdēti sērskābes (H₂TIKAI₄) ar 40 masas%, kas darbojas kā elektrolīts (jonu vadošs šķīdums).

Svins ir negatīvais elektrods vai anods, kas oksidējas, zaudējot elektronus, un svina dioksīds darbojas kā pozitīvais elektrods, katods, kas pats samazinās, iegūstot elektronus:

Anoda pusreakcija: Pb + HSO₄^1-+ H₂O ↔ PbSO₄ + H₃O¹⁺ + 2e^-
Katoda pusreakcija: PbO₂ + HSO₄^1-+ 3H₃O¹⁺ + 2e^-↔ PbSO₄ + 5 stundas₂O
Kopējā reakcija: Pb + PbO₂ + 2 HSO₄^1-+ 2 H₃O¹⁺↔ 2 PbSO₄ + 4 H₂O

Kad sērskābe tiek patērēta, akumulators izlādēsies. Bet šīs iepriekš parādītās akumulatora izlādes reakcijas ir atgriezeniska. Tā kā reversās reakcijas nav spontānas, ir nepieciešams piegādāt nepārtrauktu elektrisko strāvu caur tādu ģeneratoru kā ģenerators vai dinamo. Tādējādi šīs reakcijas notiek pretējā virzienā, atjaunojot sērskābi un ļaujot akumulatoru atkal izmantot.

Automašīnas akumulatorus parasti uzlādē transportlīdzekļa dinamo. Enerģiju piegādā motora kustība caur ģeneratoru, kuram ir dinamo, kura funkcija ir pārveidot mehānisko enerģiju elektriskajā enerģijā. Šī uzlāde jāveic bieži, jo šāda veida akumulatori bieži tiek izlādēti.

Skābes šķīduma blīvums parāda akumulatora izlādes pakāpi, ja blīvums ir mazāks par 1,20 g / cm³, tas tiek izkrauts, bet, ja tas ir vienāds ar 1,28 g / cm³, tas ir ielādēts.

Plašāku informāciju par šāda veida akumulatoriem lasiet tekstā Automašīnas svina akumulators.

• Mobilā tālruņa akumulators (litija jonu akumulators):

Šī baterija ir vismodernākā enerģijas pārveidošanas sistēma, ko plaši izmanto portatīvajās elektroniskajās iekārtās, īpaši mobilajos tālruņos.

Īsāk sakot, šīs baterijas katods vai pozitīvais pols ir litija oksīds un kobalts, un anodu vai negatīvo polu veido ogleklis (grafīts). Tās darbība ir balstīta uz litija jonu kustību no anoda uz katodu caur elektrolītu, kas ir bezūdens šķīdinātājs:

Anoda pusreakcija: Li_yÇ_{6 (s)} → y Li + Ç₆+y-
Katoda pusreakcija: Li_xDūdot_{2 (s)} + y lasīt⁺_s) + y un^- → Es lasu_{x + y}Dūdot_{2 (s)}
Globālā reakcija: Li_yÇ_{6 (s)} + lasīt_xDūdot₂ → C_6s) + lasīt_{x + y}Dūdot_{2 (s)} 

Šīs reakcijas ir atgriezeniskas, tāpēc šīs baterijas var uzlādēt, ja tās ievieto ierīcē. kas vada elektrisko strāvu un izraisa reverso reakciju, kurā litija joni migrēs no oksīda uz grafīts.

Teksts Litija baterijas un baterijas sīki izskaidro šo ierīču darbību.

Autore Jennifer Fogaça
Beidzis ķīmiju

Avots: Brazīlijas skola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/pilhas-baterias-secundarias.htm