Элементы и батареи - это устройства, которые преобразуют химическую энергию (посредством окислительно-восстановительных реакций) в электрическую. Их можно разделить на два типа: праймериз и вторичный.
Первичные элементы и батареи не подлежат перезарядке. Как только реакция переноса электрона прекращается, клетка перестает функционировать, поскольку ее реакции необратимы.
Уже батареи и вторичные батареи являются перезаряжаемыми и могут использоваться снова и снова.. См. Два основных примера аккумуляторных батарей:
- Автомобильный аккумулятор (свинцово-свинцовый аккумулятор):
Эта батарея образована свинцовыми пластинами (Pb), подключенными к отрицательному разъему и помещенными между ними свинцовыми пластинами, покрытыми диоксидом свинца (PbO2), которые, в свою очередь, подключены к положительному разъему. Оба погружены в водный раствор серной кислоты (H2ТОЛЬКО4) с 40% по массе, который работает как электролит (проводящий раствор ионов).
Свинец - это отрицательный электрод или анод, который окисляется, теряя электроны, а диоксид свинца работает как положительный электрод, катод, который восстанавливается, приобретая электроны:
Половина реакции анода: Pb + HSO41-+ H2O ↔ PbSO4 + H3О1+ + 2e-
Катодная полуреакция: PbO2 + HSO41-+ 3H3О1+ + 2e-↔ PbSO4 + 5 часов2О
Общая реакция: Pb + PbO2 + 2 HSO41-+ 2 часа3О1+↔ 2 PbSO4 + 4 часа2О
По мере расходования серной кислоты аккумулятор разряжается. Но эти реакции разряда батареи, показанные выше, являются обратимый. Поскольку обратные реакции не являются спонтанными, необходимо подавать постоянный электрический ток через генератор, такой как генератор переменного тока или динамо-машина. Таким образом, эти реакции протекают в противоположном направлении, регенерируя серную кислоту и позволяя использовать аккумулятор снова.
Автомобильные аккумуляторы обычно заряжаются динамо-машиной. Энергия обеспечивается движением двигателя через генератор переменного тока, в котором есть динамо-машина, функция которой заключается в преобразовании механической энергии в электрическую. Эту подзарядку необходимо производить часто, потому что этот тип батареи часто разряжается.
Плотность кислотного раствора показывает степень разряда аккумулятора, если плотность меньше 1,20 г / см.3, он разгружен, но если он равен 1,28 г / см3, он загружен.
Подробнее об этом типе аккумулятора читайте в тексте Автомобильный свинцовый аккумулятор.
- Аккумулятор сотового телефона (литий-ионный аккумулятор):
Эта батарея представляет собой самую современную систему преобразования энергии, широко используемую в портативном электронном оборудовании, особенно в сотовых телефонах.
Вкратце, катод или положительный полюс этой батареи состоит из оксида лития и кобальта, а анод или отрицательный полюс состоит из углерода (графита). Его работа основана на движении ионов лития от анода к катоду через электролит, который является неводным растворителем:
Половина реакции анода: LiуÇ6 (т) → у Ли + Ç6+у-
Катодная полуреакция: LiИксCoO2 (с) + у читать+(s) + у а также- → я читаюх + уCoO2 (с)
Глобальная реакция: ЛиуÇ6 (т) + читатьИксCoO2 → С6(s) + читатьх + уCoO2 (с)
Эти реакции обратимы, поэтому эти батареи можно перезарядить, если их поместить в устройство. который проводит электрический ток и вызывает обратную реакцию, в которой ионы лития будут мигрировать из оксида в графит.
Текст Литиевые батареи и батареи подробно объясняет работу этих устройств.
Дженнифер Фогача
Окончила химический факультет
Источник: Бразильская школа - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/pilhas-baterias-secundarias.htm