Baterai alkaline

Baterai alkali menggunakan kalium hidroksida sebagai elektrolit untuk menghasilkan energi

Apa itu baterai alkali?

A Baterai alkaline Ini adalah baterai yang memperoleh energinya dari reaksi oksidasi kimia antara seng (katoda) dan mangan dioksida (anoda) dan sebagai elektrolit menggunakan kalium hidroksida. Media adalah dasar, jadi disebut "alkali".

Ini adalah perbedaan utama antara tumpukan ini dan banyak lainnya, di mana elektrolitnya adalah asam, seperti halnya dengan baterai seng-karbon yang menggunakan garam NH₄CL, atau bahkan asam sulfat terkonsentrasi pada baterai mobil.

Ini juga merupakan baterai kering, karena elektrolit dasar adalah dalam bentuk pasta dengan persentase kelembaban yang rendah, tetapi cukup untuk memungkinkan migrasi ion yang berpartisipasi dalam reaksi kimia terhadap elektroda, dan dengan demikian, melengkapi sirkuit elektron.

Semakin besar tumpukan, semakin besar kehidupan dan kapasitas kerjanya (terutama jika mereka dimaksudkan untuk artefak yang mengonsumsi banyak energi). Untuk artefak kecil, Anda memiliki baterai AA dan AAA.

Perbedaan lain, terlepas dari pH komposisi elektrolitnya, adalah bahwa, diisi ulang atau tidak, biasanya bertahan lebih lama dari baterai asam.

Komponen baterai alkali

Dalam baterai seng-karbon, ada dua elektroda: satu seng, dan karbon grafis lainnya. Dalam "versi dasar" salah satu elektroda, bukan grafit, terdiri dari mangan oksida (iv), milik saya₂, dicampur dengan grafit.

Permukaan kedua elektroda dikonsumsi dan dilapisi dengan padatan yang dihasilkan dari reaksi.

Interior baterai alkali. Sumber: Wikimedia Commons

Juga, alih -alih kaleng dengan permukaan seng yang homogen sebagai wadah sel, ada serangkaian cakram kompak (gambar superior).

Dapat melayani Anda: padatan kristal: struktur, sifat, jenis, contoh

Di tengah semua cakram terletak batang MNO₂, di ujung atasnya mesin cuci isolasi berdiri dan menandai terminal positif (katoda) dari tumpukan.

Cakram ditutupi dengan lapisan logam dan logam, yang terakhir juga bisa menjadi film plastik tipis.

Basis baterai merupakan terminal negatif, di mana seng mengoksidasi dan melepaskan elektron. Tetapi ini membutuhkan sirkuit eksternal untuk mencapai bagian atas baterai, terminalnya yang positif.

Permukaan seng tidak halus, seperti halnya dengan sel Leclanché, tapi kasar. Yaitu, mereka menyajikan banyak pori dan area dangkal besar yang meningkatkan aktivitas baterai.

Elektrolit dasar

Bentuk dan struktur baterai berubah sesuai dengan jenis dan desain. Namun, semua baterai alkaline memiliki kesamaan pH dasar komposisi elektrolitik mereka, yang disebabkan oleh penambahan NaOH atau KOH ke dalam campuran pucat.

Sebenarnya, oh ion^- Mereka yang berpartisipasi dalam reaksi yang bertanggung jawab atas listrik yang disumbangkan oleh objek -objek ini.

Bagaimana cara kerja baterai alkali?

Saat baterai alkali terhubung dengan artefak dan menyala, seng segera bereaksi dengan OH^- dari pasta:

Zn (S) + 2OH^-(ac) => zn (oh)₂(s) + 2e^-

2 elektron yang dilepaskan oleh oksidasi seng melakukan perjalanan ke sirkuit eksternal, di mana mereka bertanggung jawab untuk memberikan mekanisme elektronik artefak.

Kemudian, mereka kembali ke baterai melalui terminal positif (+), katoda, yaitu, mereka melakukan perjalanan elektroda Mno₂-grafit. Karena pasta memiliki kelembaban tertentu, reaksi berikut terjadi:

Itu dapat melayani Anda: calcogens atau amfumos

2mn₂(S) + 2H₂Atau (l) + 2e^- => 2mn (OH) (s) + 2OH^-(AC)

Sekarang MNO₂ Zn elektron dikurangi atau dimenangkan. Karena alasan inilah terminal ini sesuai dengan katoda, di situlah reduksi terjadi.

OH^- Itu diregenerasi pada akhir siklus untuk memulai oksidasi Zn. Dengan kata lain, mereka menyebar di tengah pasta sampai mereka bersentuhan lagi dengan seng bubuk.

Demikian juga, produk gas terbentuk, seperti halnya dengan tumpukan seng-karbon, di mana NH dihasilkan₃ dan H₂.

Suatu titik akan tiba di mana seluruh permukaan elektroda akan ditutupi oleh zn (OH) padatan₂ dan Mno (OH), mengakhiri masa manfaat tumpukan.

Baterai isi ulang

Baterai alkali yang dijelaskan tidak dapat diisi ulang, jadi begitu "mati" tidak ada cara untuk menggunakannya lagi. Ini berbeda dengan yang dapat diisi ulang, yang ditandai dengan memiliki reaksi reversibel.

Untuk membalikkan produk menjadi reagen, arus listrik harus diterapkan dalam arah yang berlawanan (bukan dari anoda ke katoda, tetapi dari katoda ke anoda).

Contoh baterai alkali yang dapat diisi ulang adalah NIMH. Ini terdiri dari anoda niooh, yang kehilangan elektron yang pergi ke katoda hidrida nikel. Saat baterai digunakan, dan di sinilah frasa yang diketahui "memuat baterai" datang.

Dengan demikian, dapat dimuat ulang ratusan kali, seperlunya. Namun, waktu tidak dapat sepenuhnya dibalik dan mencapai kondisi awal (yang tidak wajar).

Demikian juga, itu tidak dapat diisi ulang dengan cara yang sewenang -wenang: Pedoman yang direkomendasikan oleh pabrikan harus diikuti.

Dapat melayani Anda: Pentahydrate Copper Sulfate: Struktur, Properti, Penggunaan

Itulah sebabnya cepat atau lambat baterai ini juga binasa dan kehilangan keefektifannya. Namun, ini menyajikan keuntungan karena tidak dapat dibuang dengan cepat, berkontribusi lebih sedikit untuk polusi.

Baterai pengisian ulang lainnya adalah lithium nikel-kadmium dan lithium.

Penggunaan baterai alkaline

- Beberapa varian baterai alkaline sangat kecil sehingga dapat digunakan dalam jam tangan, kendali jarak jauh, jam tangan, radio, mainan, komputer, konsol, lampu senter, dll. 

- Di pasar ini yang mendominasi jenis baterai lainnya (setidaknya untuk penggunaan domestik). Mereka bertahan lebih lama dan menghasilkan lebih banyak listrik daripada tumpukan leclanché konvensional.

- Mereka bekerja dengan sangat baik dalam kisaran suhu yang luas, mereka bahkan dapat bekerja di bawah 0 ° C, jadi mereka adalah sumber daya listrik yang baik untuk artefak yang diburuk es itu.

Sementara baterai seng-Mangan tidak mengandung zat beracun, baterai lain, misalnya orang-orang merkuri, membuka perdebatan tentang kemungkinan dampaknya terhadap lingkungan.

Referensi

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley (2008). Kimia. Pembelajaran Cengage.
2. PERTANYAAN sering: sains. Pulih dari Duracell.MX
3. Apa perbedaan antara baterai basa & non-alkalin? Pulih dari ilmu pengetahuan.com
4. Baterai alkali-Mangan. Mikro pulih.Magnet.FSU.Edu