Sekundarne celice in baterije. Polnilne baterije in baterije

Celice in baterije so naprave, ki kemično energijo (z reakcijami redukcije oksidacije) pretvorijo v električno energijo. Razvrstimo jih lahko v dve vrsti: primarij in sekundarni.

Primarne celice in baterije so tiste, ki jih ni mogoče ponovno napolniti. Ko preneha reakcija prenosa elektrona, celica preneha delovati, saj njene reakcije niso reverzibilne.

Že baterije in sekundarne baterije so polnilne in jih je mogoče znova in znova uporabljati.. Oglejte si dva glavna primera sekundarnih baterij:

• Avtomobilski akumulator (svinčena / svinčev oksid):

Ta baterija je sestavljena iz svinčenih plošč (Pb), ki so povezane z negativnim konektorjem in nameščene vmes s svinčenimi ploščami, prekritimi s svinčevim dioksidom (PbO₂), ki pa so povezani s pozitivnim konektorjem. Oba sta potopljena v vodno raztopino žveplove kisline (H₂SAMO₄) s 40 mas.%, ki deluje kot elektrolit (prevodna raztopina ionov).

Svinec je negativna elektroda ali anoda, ki oksidira, izgubi elektrone, svinčev dioksid pa deluje kot pozitivna elektroda, katoda, ki se sama zmanjša in pridobi elektrone:

Anodna polovična reakcija: Pb + HSO₄^1-+ H₂O ↔ PbSO₄ + H₃O¹⁺ + 2e^-
Pol reakcija katode: PbO₂ + HSO₄^1-+ 3H₃O¹⁺ + 2e^-↔ PbSO₄ + 5 ur₂O
Splošna reakcija: Pb + PbO₂ + 2 HSO₄^1-+ 2 H₃O¹⁺↔ 2 PbSO₄ + 4 H₂O

Ko se porabi žveplova kislina, se baterija izprazni. Toda te zgoraj prikazane reakcije praznjenja akumulatorja so reverzibilna. Ker povratne reakcije niso spontane, je potrebno neprekinjen električni tok dovajati skozi generator, kot je alternator ali dinamo. Tako se te reakcije odvijajo v nasprotni smeri, regenerirajo žveplovo kislino in omogočajo ponovno uporabo akumulatorja.

Akumulatorje avtomobila običajno napolni dinamo vozila. Energijo oskrbuje gibanje motorja skozi alternator, ki ima dinamo, katerega naloga je pretvarjati mehansko energijo v električno. To polnjenje je treba pogosto izvajati, ker se ta vrsta akumulatorja pogosto izprazni.

Gostota raztopine kisline nam kaže stopnjo praznjenja akumulatorja, če je gostota manjša od 1,20 g / cm³, je raztovorjen, če pa je enak 1,28 g / cm³, je naložen.

Za več podrobnosti o tej vrsti baterij preberite besedilo Avtomobilska baterija.

• Baterija za mobilni telefon (litij-ionska baterija):

Ta baterija predstavlja najsodobnejši sistem za pretvorbo energije, ki se pogosto uporablja v prenosni elektronski opremi, zlasti v mobilnih telefonih.

Na kratko je katoda ali pozitivni pol te baterije litijev oksid in kobalt, anoda ali negativni pol pa je sestavljen iz ogljika (grafita). Njegovo delovanje temelji na gibanju litijevih ionov od anode do katode skozi elektrolit, ki je nevodno topilo:

Anodna polovična reakcija: Li_yÇ_{6 (s)} → y Li + Ç₆+y-
Katodna polreakcija: Li_xCoO_{2 (-i)} + y preberite⁺_(s) + y in^- → Prebrala sem_{x + y}CoO_{2 (-i)}
Globalna reakcija: Li_yÇ_{6 (s)} + preberi_xCoO₂ → C_6(s) + preberite_{x + y}CoO_{2 (-i)} 

Te reakcije so reverzibilne, zato jih je mogoče znova napolniti, če jih postavite v napravo. ki prevaja električni tok in povzroča obratno reakcijo, pri kateri se bodo litijevi ioni selili iz oksida v grafit.

Besedilo Litijeve baterije in baterije podrobno razloži delovanje teh naprav.

Avtorica Jennifer Fogaça
Diplomiral iz kemije

Vir: Brazilska šola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/pilhas-baterias-secundarias.htm