Κύτταρο ψευδάργυρου-άνθρακα

Πρέπει να είστε εξοικειωμένοι με τις μπαταρίες που χρησιμοποιούνται στα τηλεχειριστήρια της τηλεόρασης ή στα ρολόγια τοίχου. Αυτές οι μπαταρίες αποτελούνται από δύο κυψέλες.

Μια μονάδα παραγωγής ενέργειας στη χημεία ονομάζεται κυψέλη. Μια ομάδα κυψελών ονομάζεται μπαταρία.

Τι είναι ένα ξηρό κύτταρο;

Οι μπαταρίες που χρησιμοποιούνται στην καθημερινή μας ζωή ανήκουν στην κατηγορία των ξηρών κυψελών. Αποτελείται από ηλεκτροχημικά στοιχεία, των οποίων η λειτουργία είναι να μετατρέπουν τη χημική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια. Με βάση την ξηρή κυψέλη, οι μπαταρίες ταξινομούνται σε δύο μέρη:

• Κύριο κελί:Τα κελιά που δεν μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν ή να επαναφορτιστούν μετά από μία φορά χρήσης είναι γνωστά ως το κύριο κελί. Μερικά παραδείγματα πρωτογενών στοιχείων είναι κυψέλες ψευδαργύρου-άνθρακα, αλκαλικές μπαταρίες και μπαταρίες υδραργύρου.

• Δευτερεύον κελί:Τα κελιά που μπορούν να επαναφορτιστούν και να επαναχρησιμοποιηθούν ακόμη και μετά τη χρήση είναι γνωστά ως δευτερεύοντα κελιά. Παραδείγματα δευτερογενών κυττάρων περιλαμβάνουν κύτταρο νικελίου καδμίου, κύτταρο ιόντων λιθίου και κύτταρο νικελίου-υδριδίου μετάλλου.

Χρήσεις ξηρών κυττάρων :

• Δεδομένου ότι τα αλκαλικά είναι εξαιρετικά αποδοτικά και μακράς διαρκείας, είναι ιδανικά για μικρές συσκευές όπως αριθμομηχανές, ρολόγια, ρολόγια κ.λπ.

• Για πολλά σχέδια μικρών κινητήρων, χρησιμοποιούνται μπαταρίες ξηρής κυψέλης. Το μέγεθος της μπαταρίας καθορίζεται από το πόσο ρεύμα χρειάζεται για να λειτουργήσει ο κινητήρας.

•  Στα σχέδια μεγάλων κινητήρων, χρησιμοποιούνται μπαταρίες ξηρής κυψέλης. Τα μεγάλα σχέδια κινητήρων τροφοδοτούνται συνήθως από μπαταρίες ξηρής κυψέλης, οι οποίες εμπίπτουν σε τρεις κατηγορίες:αυτοκινητοβιομηχανία, θαλάσσιο και βαθύ κύκλο.

Τι είναι ένα κύτταρο ψευδαργύρου-άνθρακα;

Ένα άλλο όνομα για το στοιχείο ψευδαργύρου-άνθρακα είναι το κελί Leclanche.

• Οι κυψέλες ψευδαργύρου-άνθρακα αποτελούνται από μια ράβδο γραφίτη στο εσωτερικό τους, η οποία συνήθως καλύπτεται με μια πάστα ηλεκτρολύτη με χαμηλή υγρασία.

• Το κάλυμμα είναι κατασκευασμένο από μεταλλικό δοχείο. Το δοχείο του μετάλλου είναι κατασκευασμένο από το στοιχείο ψευδάργυρο και είναι γνωστό ως άνοδος. Το μεταλλικό δοχείο λειτουργεί ως αρνητικό ηλεκτρόδιο.

• Η ράβδος άνθρακα που υπάρχει μέσα στο δοχείο είναι η κάθοδος και λειτουργεί πάντα ως θετικό ηλεκτρόδιο.

• Οι χημικές ουσίες που περιβάλλουν αυτά τα κύτταρα είναι το διοξείδιο του μαγγανίου και άλλοι ηλεκτρολύτες όπως η πάστα χλωριούχου αμμωνίου που περιέχει λιγότερη υγρασία σε αυτό.

• Είναι μη αναστρέψιμα και οι ηλεκτρολύτες έχουν την ισχύ να παράγουν τάση έως και 1,5 V.

Βήματα της ημιαντίδρασης σε κύτταρο ψευδαργύρου-άνθρακα

1. Οι ηλεκτρολύτες που περιέχουν υγρασία υποβάλλονται σε διαδικασία αναγωγής. Ο γραφίτης δρα ως αναγωγικός παράγοντας με χημικές ουσίες όπως το διοξείδιο του μαγγανίου και το χλωριούχο αμμώνιο. Η χημική αντίδραση για αυτή τη διαδικασία δίνεται ως εξής: 

2NH4+ + 2MnO2 →Mn2O3 + 2NH3 + H2O

2. Το δοχείο ψευδαργύρου είναι άνοδος και υφίσταται την αντίδραση οξείδωσης: 

Zn → Zn2+ + 2e–

Το μισό κύτταρο και η συνολική αντίδραση για το κύτταρο ψευδάργυρου-άνθρακα παρέχονται ως εξής:

ZnCl2 + 2NH3 → Zn(NH3)2Cl2

2MnO2 + H2 → Mn2O3 + H2O

Η συνολική αντίδραση για αυτό είναι η εξής:

Zn + 2MnO2 + 2NH4Cl → Mn2O3 + Zn(NH3)2Cl2 + H2O

Οφέλη των κυττάρων ψευδαργύρου-άνθρακα

• Μπορείτε να προσαρμοστείτε εύκολα σε αυτά.

• Μπορεί να χρησιμοποιηθεί εύκολα σε ηλεκτρονικές συσκευές που χρησιμοποιούνται στο σπίτι.

• Δεν χρειάζεται να ανησυχείτε για τις διαρροές στο κελί ψευδαργύρου-άνθρακα.

• Είναι ένας από τους πιο εύκολα και ευρέως χρησιμοποιούμενους τύπους μπαταριών.

• Μπορείτε να μεταφέρετε αυτά τα κελιά οπουδήποτε λόγω της μικρής δομής τους.

Συμπέρασμα

Αυτό το άρθρο εξηγεί λεπτομερώς τα κύτταρα ψευδαργύρου-άνθρακα. Ένα ξηρό στοιχείο είναι μια μπαταρία που αποτελείται από ηλεκτροχημικά στοιχεία. Τα ξηρά κύτταρα μπορούν να ταξινομηθούν σε δύο κατηγορίες – πρωτογενή και δευτερεύοντα κύτταρα.

Τα κύτταρα ψευδαργύρου-άνθρακα εμπίπτουν στην κατηγορία των πρωτογενών κυττάρων. Οι κυψέλες ψευδαργύρου-άνθρακα αποτελούνται από μια ράβδο γραφίτη στο εσωτερικό τους, η οποία συνήθως καλύπτεται με μια πάστα ηλεκτρολύτη με χαμηλή υγρασία. Είναι μια από τις πιο συχνά χρησιμοποιούμενες μπαταρίες στο σπίτι.