Suha ćelija je najjednostavniji oblik izvora za proizvodnju električne energije. Brojne stanice kombinirane stanice zajedno tvore bateriju. The olovna kiselina ili nikal-kadmij baterija je napredna verzija suhe ćelije. Ovu je ćeliju prvi put izumio francuski inženjer Georges Leclanche 1866. godine. Njegov je izum nazvan po njegovom imenu kao Leclancheova baterija. Ali u to je vrijeme bio vrlo težak i mogao se lako slomiti. Suha ćelija ima isti princip, a to je napredna verzija Leclancheove baterije i dolazi u različitim naponima i veličinama. Komercijalni oblik cink-ugljične ćelije, koji je modificirani oblik Leclancheove baterije, izumio je 1881. godine Carl Gassner iz Mainza. Proizvodi se u velikim količinama i koristi se u mnogim aplikacijama poput igračaka, radija, kalkulatora itd.
Što je suha stanica?
Suha ćelija je uređaj koji stvara električnu energiju na temelju kemijskih reakcija. Kad su dvije elektrode stanice povezane zatvorenim putem, tada stanica prisiljava elektrone da teku s jednog kraja na drugi. Protok elektrona uzrokuje strujanje u zatvorenom krugu.
Suhi slojevi stanica
Uz pomoć kemijskih reakcija, elektroni prelaze s jednog kraja na drugi. Kad dvije ili više stanica, povezane ispravnim polaritetom, struji više elektrona zbog velikog potencijala. Ta se kombinacija naziva baterija. Od minimalnog napona od 1,5 V do 100 V, baterija se može koristiti za dobivanje raspona napona. Čak se i izlazni istosmjerni napon baterije može regulirati na različite razine pomoću elektroničkih pretvarača poput helikopter sklopovi.
Građa stanice
Struktura suhoće stanice cink-ugljik prikazana je na slici. Sastoji se od anodne stezaljke u obliku cinka ili općenito grafitne šipke. Ugljik tvori katodni terminal. Može se primijetiti da je u starijim verzijama suhih stanica cink korišten kao katoda, a grafit kao anodni terminal. Izbor elemenata u osnovi se temelji na kemijskoj konfiguraciji najudaljenije orbite elemenata.
Suha struktura ćelija
Ako ima više elektrona u najudaljenijoj orbiti, tada može djelovati kao donor i stoga tvori katodu. Slično tome, ako najudaljenija orbita ima manje elektrona, ona lako može prihvatiti i stoga stvara anodu. Elektrolit smješten između djeluje kao katalizator kemijskih reakcija. Općenito, kao elektrolit koristimo žele od amonijevog klorida. Na prikazanoj slici korišteni elektrolit smjesa je cinka i klorida. Također, natrijev klorid se također koristi kao elektrolit. Smjesa mangan-dioksida i ugljika okružena je oko anodne šipke.
Cijela je konfiguracija smještena u metalnu cijev. Sušenje želea sprječava se pomoću smole na vrhu stanice. Na dnu je postavljena karbonska podloška. Svrha ove podloške je spriječiti da štap cinkove anode dođe u kontakt s spremnikom.
To se naziva i odstojnikom, kao što je prikazano na dijagramu. Limenka s cinkom također je za izolaciju okružena papirnatom izolacijom. Za velike baterije koriste se i drugi izolacijski materijali poput liskuna itd. Pozitivni terminal ell-a formiran je na vrhu. Negativni terminal stanice nastaje u bazi.
Rad suhe ćelije
Suha stanica u osnovi djeluje na kemijske reakcije. Zbog reakcija koje se odvijaju između elektrolita i elektroda, elektroni prelaze s jedne elektrode na drugu. Tvari poput kiselina otapaju se u vodi da bi stvorile ionizirane čestice. Jonizirana čestica je dvije vrste. Pozitivni ioni nazivaju se kationima, a negativni anionima. Kiseline koje su otopljene u vodi nazivaju se elektroliti.
U gore spomenutom dijagramu cinkov klorid nastaje kao elektrolit. Slično se amonijev klorid žele također stvara kao elektrolit. Metalne šipke uronjene u elektrolite tvore elektrode. Na temelju kemijskih karakteristika metalnih šipki imamo pozitivnu elektrodu kao anodu, a negativnu kao katodu.
Elektrode privlače suprotno nabijene ione na svoju stranu. Na primjer, katoda privlači anione, a anoda katione. U tom procesu elektroni prelaze iz jednog smjera u drugi, stoga dobivamo protok naboja. Ovo se zove Trenutno .
Kemijske reakcije
Reakcije koje se odvijaju u stanici prikazane su u nastavku. Prva je reakcija oksidacije.
Pri tome se cinkova katoda oksidira do pozitivno nabijenih cinkovih iona oslobađajući dva iona. Te elektrone sakuplja anoda. Zatim dolazi reakcija redukcije.
Reakcija redukcije na anodi prikazana je gore. Ova reakcija stvara električnu struju. Oslobađa oksidne ione s magnezijevim oksidom. Ova reakcija nastaje kada se magnezij kombinira s elektrolitom.
Druge dvije reakcije predstavljaju kiselinsko-baznu reakciju i reakciju taloženja koja se odvija u suhoj stanici. U kiselinsko-baznoj reakciji NH se kombinira s OH dajući NH3 zajedno s vodom. Ishodi su NH3 i vodena baza.
Razlika između suhe i mokre stanice
Glavna razlika između suhe i mokre stanice je oblik elektrolita. Kao što je prethodno spomenuto, u suhoj ćeliji elektrolit kao što je amonijev klorid suhe je prirode. Takve suhe stanice češće se koriste u igračkama, radijima itd. Ali u mokroj ćeliji elektrolit je u tekućem stanju.
Koriste se tekući elektroliti poput sumporne kiseline koja je opasna korozivna tekućina. Zbog prirode takvih tekućina, mokra ćelija je eksplozivnije prirode i s njom treba postupati pažljivo. Najbolja prednost takvih vlažnih ćelija je što se mogu lako napuniti i koristiti za brojne primjene. Takve se baterije često koriste u zrakoplovstvu, komunalnim uslugama, skladištima energije i tornjevima za mobitele.
Funkcije suhih stanica
Funkcija suhe stanice temelji se na kemijskim reakcijama između elektrode i elektrolita. Kada se elektrode stave u elektrolite, on privlači suprotno nabijene ione prema sebi. To uzrokuje protok naboja, a time se stvara i struja.
Prednosti
The prednosti suhe stanice uključuju sljedeće.
- Suha stanica ima brojne prednosti kao što su
- Male je veličine.
- Može biti u različitim naponskim razinama.
- Praktičan je i ima brojne primjene.
- To je jedini izvor istosmjernog napona.
- Može se koristiti zajedno s elektroničkim sklopovima za regulaciju izlaznog napona
- Punjiva je.
Mane
The nedostaci suhe stanice uključuju sljedeće.
- S njom se mora postupati pažljivo
- Eksplozivno je
- Baterije velikog kapaciteta vrlo su teške
Prijave
The primjene suhe stanice uključuju sljedeće.
- Igračke
- Zrakoplovstvo
- Mobiteli
- Radio
- Kalkulator
- Satovi
- Slušni aparati
Stoga smo vidjeli rad, klasifikaciju i primjenu suhe stanice . Jedna zanimljiva stvar koju treba napomenuti jest da baterija radi samo kada su elektrode u fizičkom kontaktu jedna s drugom. Između dviju elektroda mora postojati provodni medij. Pitanje je može li se voda koristiti kao provodni medij između elektroda suhe ćelije? U tom slučaju, što će se dogoditi ako se ova stanica umoči u vodu?
