Πρωτογενές κύτταρο
Στη χημεία και την ηλεκτροχημεία, κάθε συσκευή που μετατρέπει τη χημική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια ονομάζεται μπαταρία. Η μπαταρία είναι συνήθως μια ομάδα δύο ή περισσότερων γαλβανικών κυψελών ικανών να μετατρέπουν ενέργεια και γενικά, εφαρμόζεται σε ένα μόνο στοιχείο.
Οι μπαταρίες χωρίζονται συνήθως σε δύο κατηγορίες:
- Κύριο στοιχείο (κύρια μπαταρία)
- Δευτερεύον στοιχείο (δευτερεύουσα μπαταρία)
Κύριο κελί είναι επίσης γνωστό ως το πρωτεύον κύτταρο. Οι αντιδράσεις οξειδοαναγωγής προχωρούν σε μία μόνο κατεύθυνση στο πρωτεύον κύτταρο. Μετά από ένα ορισμένο χρονικό διάστημα, τα αντιδρώντα σε αυτές τις πρωτεύουσες μπαταρίες καταναλώνονται, καθιστώντας τις συνήθως νεκρές. Εάν η χημική ουσία μέσα στην κύρια μπαταρία έχει εξαντληθεί, δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί περαιτέρω για κανέναν σκοπό.
Το ξηρό κελί είναι ένα καλό παράδειγμα πρωτεύοντος κυττάρου; Οι οικιακές μπαταρίες χρησιμοποιούνται συνήθως στο σπίτι για να τροφοδοτούν μικρά πράγματα όπως τηλεχειριστήρια τηλεόρασης, ρολόγια, μικρά μηχανήματα. Ο ψευδάργυρος λειτουργεί ως άνοδος και οι ράβδοι άνθρακα ενεργούν ως κάθοδος σε πρωτεύοντα κύτταρα . Ένα είδος μίγματος διοξειδίου του μαγγανίου σε μορφή σκόνης τοποθετείται γύρω από την κάθοδο. Ο δεδομένος χώρος μεταξύ του δοχείου και της ράβδου είναι γεμάτος με χλωριούχο αμμώνιο και χλωριούχο ψευδάργυρο.
Διαφορά μεταξύ πρωτογενών και δευτερογενών κελιών
|
| Κύρια κελιά | Δευτερεύοντα κελιά |
| 1. | Έχει υψηλή ενεργειακή πυκνότητα και πολύ αργό σε Εκκένωση και πολύ εύκολο στη χρήση. | Έχουν μικρότερη ενεργειακή πυκνότητα. |
| 2. | Δεν υπάρχει παρουσία υγρού στα κύτταρα και είναι επίσης γνωστά ως ξηρά κύτταρα | Υπάρχει η παρουσία υγρών κυττάρων όπως υγρών κυττάρων και λιωμένων αλάτων με διαφορετικές συνθέσεις. |
| 3. | Έχει πολύ υψηλή εσωτερική αντίσταση. | Έχει χαμηλή εσωτερική αντίσταση. |
| 4. | Αποτελείται από μη αναστρέψιμες χημικές αντιδράσεις. | Αποτελείται από μια αναστρέψιμη χημική αντίδραση. |
| 5. | Έχει μικρότερο και ελαφρύτερο σχέδιο. | Έχει πιο περίπλοκο σχεδιασμό. |
| 6. | Είναι φθηνό αρχικά. | Είναι ακριβό αρχικά. |
Παράδειγμα πρωτεύοντος κελιού
Παρακάτω είναι τα παραδείγματα πρωτευόντων κελιών.
Dry Cell
Το ξηρό κελί είναι ένα καλό παράδειγμα πρωτεύοντος κυττάρου , οι οικιακές μπαταρίες χρησιμοποιούνται συνήθως στο σπίτι για να τροφοδοτούν μικρά πράγματα όπως τηλεχειριστήρια τηλεόρασης, ρολόγια, μικρά μηχανήματα. Ο ψευδάργυρος λειτουργεί ως άνοδος και οι ράβδοι άνθρακα ενεργούν ως κάθοδος σε πρωτεύοντα κύτταρα . Γύρω από την κάθοδο, τοποθετείται ένα είδος μίγματος διοξειδίου του μαγγανίου σε μορφή σκόνης. Ο δεδομένος χώρος μεταξύ του δοχείου και της ράβδου είναι γεμάτος με χλωριούχο αμμώνιο και χλωριούχο ψευδάργυρο.
Κυψέλη υδραργύρου
Είναι ένα άλλο καλό παράδειγμα πρωτεύοντος κελιού ή μπαταρία ως ψευδάργυρος. Το αμάλγαμα υδραργύρου χρησιμοποιείται σκόπιμα ως άνοδος και ο άνθρακας ως κάθοδος. Ως εκ τούτου, το μείγμα πάστας HgO χρησιμοποιείται περαιτέρω ως ηλεκτρολύτης. Μια συσκευή που χρειάζεται μια σχετικά χαμηλή παροχή ηλεκτρικού ρεύματος πρωτεύοντα κύτταρα χρησιμοποιούνται όπως ακουστικά μηχανήματα, τηλεχειριστήρια τηλεόρασης, ρολόγια, ρολόγια.
Η αντίδραση των πρωτογενών κυττάρων
Ακολουθεί η αντίδραση που λαμβάνει χώρα σε αυτά τα πρωτεύοντα κύτταρα:
Στην άνοδο
Zn(s) → Zn2+ (aq) + 2e–
Στην Κάθοδο
2e– + 2 NH4+ (aq) → 2 NH3 (g) + H2 (g)
2 NH3 (g) +Zn2+ (aq) → [Zn (NH3)2] 2+ (aq)
H2 (g) + 2 MnO2 (S) → Mn2O3 (S) + H2O (l)
Επομένως, ολόκληρη η εξίσωση αυτού του πρωτεύοντος κελιού θα είναι ως εξής:
Zn(s) + 2 NH4+ (aq) + 2 MnO2 (S) → [Zn(NH3)2] 2+ (aq) + Mn2O3 (S) + H2O (l)
Οικιακές μπαταρίες
Οι οικιακές μπαταρίες είναι γνωστές ως ο απλός άνθρωπος καθώς χρησιμοποιούνται συνήθως σε οικιακές συσκευές όπως ρολόγια, φακοί, τηλεχειριστήριο, κάμερα, μικρές μηχανές. Αυτές οι μπαταρίες ταξινομούνται περαιτέρω σε δύο υποκατηγορίες, δηλαδή τις επαναφορτιζόμενες και τις μη επαναφορτιζόμενες.
- Παραδείγματα επαναφορτιζόμενων μπαταριών (νικελίου) είναι οι μπαταρίες καδμίου και ιόντων λιθίου.
- Παραδείγματα μη επαναφορτιζόμενων μπαταριών είναι το οξείδιο του αργύρου, ο αλκαλικός και ο ψευδάργυρος άνθρακα.
Βιομηχανικές μπαταρίες
Όλες οι απαιτήσεις βαρέως τύπου ταξινομούνται στις βιομηχανικές μπαταρίες. Επειδή ο φόρτος εργασίας των βιομηχανιών είναι μεγάλος και πρέπει να γίνεται με βιομηχανικές μπαταρίες. Η ποσότητα του ηλεκτρικού ρεύματος που απαιτείται είναι πολύ μεγάλη και ισχυρή. Μερικές από τις εφαρμογές τους είναι ο σιδηρόδρομος, η εφεδρική ισχύς και παρόμοιες μεγάλες απαιτήσεις σε εταιρείες.
Μερικά από τα παραδείγματα τέτοιων μπαταριών είναι:
- Σίδηρος Νικελίου
- Υγρό νικέλιο κάδμιο (Ni-Cd)
Μπαταρίες οχημάτων
Συγκρίνοντας το με βιομηχανικές μπαταρίες, αυτές είναι πιο εύχρηστες και θεωρούνται λιγότερο περίπλοκες. Όλες οι μοτοσικλέτες, τα σκάφη και τα άλλα οχήματα διαθέτουν αυτές τις μπαταρίες οχημάτων επειδή χρειάζονται λιγότερη δύναμη για να λειτουργήσουν, σε αντίθεση με τις βιομηχανικές μπαταρίες.
Η μπαταρία μολύβδου-οξέος είναι το πιο σημαντικό παράδειγμα μπαταριών οχημάτων.
Συμπέρασμα
Η μπαταρία είναι επίσης γνωστή ως κυψέλη που αποτελείται από μια κάθοδο ή μια θετική πλάκα, ομοίως από την άλλη αποτελείται από μια άνοδο ή μια αρνητική πλάκα. Μια κύρια μπαταρία είναι επίσης γνωστή ως κύριο στοιχείο . Στις πρωτεύουσες μπαταρίες, οι αντιδράσεις οξειδοαναγωγής προχωρούν σε μία μόνο κατεύθυνση.
Μετά από ένα ορισμένο χρονικό διάστημα, τα αντιδρώντα σε αυτές τις πρωτεύουσες μπαταρίες καταναλώνονται, καθιστώντας τις συνήθως νεκρές. Η δευτερεύουσα μπαταρία είναι επίσης γνωστή ως δευτερεύουσες κυψέλες και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ξανά μετά από παράκαμψη ρεύματος μέσω των ηλεκτροδίων που υπάρχουν στην αντίθετη κατεύθυνση, δηλαδή από τον αρνητικό ακροδέκτη στον θετικό ακροδέκτη.
