Секундарне ћелије и батерије. Пуњиве батерије и батерије

Ћелије и батерије су уређаји који хемијску енергију (реакцијама редукције оксидације) трансформишу у електричну. Могу се класификовати у две врсте: примарне и секундарни.

Примарне ћелије и батерије су оне које се не могу поново напунити. Једном када реакција преноса електрона престане, ћелија престаје да функционише, јер њене реакције нису реверзибилне.

Већ батерије и секундарне батерије су пуњиве и могу се користити изнова и изнова.. Погледајте два главна примера секундарних батерија:

• Акумулатор за аутомобил (оловна / олово-оксидна батерија):

Ову батерију чине оловне плоче (Пб) повезане са негативним конектором и постављене прошаране оловним плочама прекривеним оловним диоксидом (ПбО₂) који су пак повезани на позитивни конектор. Обоје су уроњени у водени раствор сумпорне киселине (Х₂САМО₄) са 40% масе, који ради као електролит (проводни раствор јона).

Олово је негативна електрода или анода која оксидира, губи електроне, а оловни диоксид делује као позитивна електрода, катода, која се сама смањује, добијајући електроне:

Половина реакције аноде: Пб + ХСО₄^1-+ Х₂О ↔ ПбСО₄ + Х₃О.¹⁺ + 2е^-
Полуреакција катоде: ПбО₂ + ХСО₄^1-+ 3Х₃О.¹⁺ + 2е^-↔ ПбСО₄ + 5 сати₂О.
Укупна реакција: Пб + ПбО₂ + 2 ХСО₄^1-+ 2 Х.₃О.¹⁺↔ 2 ПбСО₄ + 4 Х.₂О.

Како се троши сумпорна киселина, батерија ће се испразнити. Али ове реакције пражњења батерије приказане горе су реверзибилан. Будући да реверзне реакције нису спонтане, неопходно је напајати непрекидну електричну струју кроз генератор као што је алтернатор или динамо. Дакле, ове реакције се јављају у супротном смеру, регенеришући сумпорну киселину и омогућавајући поновну употребу батерије.

Акумулатори за аутомобиле се обично пуне у возилу из динамо возила. Енергија се снабдева кретањем мотора кроз алтернатор, који има динамо, чија је функција претварање механичке енергије у електричну. Ово пуњење мора бити често, јер се ова врста батерија често празни.

Густина раствора киселине показује нам степен пражњења батерије, ако је густина мања од 1,20 г / цм³, растерећује се, али ако је једнако 1,28 г / цм³, учитана је.

За више детаља о овом типу батерија прочитајте текст Акумулатор за аутомобил.

• Батерија за мобилни телефон (литијум-јонска батерија):

Ова батерија представља најмодернији систем за претворбу енергије, који се широко користи у преносној електронској опреми, посебно у мобилним телефонима.

Укратко, катода или позитивни пол ове батерије су литијум-оксид и кобалт, а анода или негативни пол је састављен од угљеника (графита). Његов рад заснован је на кретању литијумових јона од аноде до катоде кроз електролит, који је не-водени растварач:

Половина реакције аноде: Ли_г.Ц_{6 (с)} → и Ли + Ц₆+и-
Полуреакција катоде: Ли_ИксГугутање_{2 (с)} + г. читати⁺_(с) + г. и^- → Читам_{к + и}Гугутање_{2 (с)}
Глобална реакција: Ли_г.Ц_{6 (с)} + прочитајте_ИксГугутање₂ → Ц._6(с) + читати_{к + и}Гугутање_{2 (с)} 

Те реакције су реверзибилне, па се ове батерије могу пунити ако се ставе у уређај. који проводи електричну струју и изазива обрнуту реакцију, у којој ће литијумови јони мигрирати из оксида у графит.

Текст Литијумске батерије и батерије детаљно објашњава рад ових уређаја.

Јеннифер Фогаца
Дипломирао хемију

Извор: Бразил Сцхоол - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/pilhas-baterias-secundarias.htm