Δομή ενός ξηρού κυττάρου

Ένα ξηρό στοιχείο είναι ένα ηλεκτροχημικό στοιχείο που χρησιμοποιεί έναν ηλεκτρολύτη χαμηλής υγρασίας αντί ενός υγρού ηλεκτρολύτη όπως ένα υγρό στοιχείο. Αυτό το χαρακτηριστικό καθιστά το ξηρό κελί πολύ πιο επιρρεπές σε διαρροές και επομένως είναι πιο κατάλληλο για φορητές εφαρμογές. Η μπαταρία ψευδαργύρου-άνθρακα είναι ένα από τα πιο κοινά παραδείγματα μιας μπαταρίας ξηρών κυψελών.

Το κέντρο μιας μπαταρίας ψευδαργύρου-άνθρακα είναι μια ράβδος καθαρού άνθρακα με τη μορφή γραφίτη. Η ράβδος άνθρακα καλύπτεται σε ένα μείγμα σκόνης άνθρακα και διοξειδίου του μαγγανίου. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι ο άνθρακας δεν θα παίξει κανένα ρόλο στην ηλεκτροχημική αντίδραση που θα παράγει το ρεύμα. Ο σκοπός της ράβδου άνθρακα είναι απλώς να επιτρέψει τη ροή ηλεκτρονίων. Η σκόνη άνθρακα θα αυξήσει την ηλεκτρική αγωγιμότητα του Mn02 και θα διατηρήσει την υγρασία του ηλεκτρολύτη.

Η ράβδος άνθρακα περιβάλλεται από ηλεκτρολυτική πάστα χλωριούχου αμμωνίου και χλωριούχου ψευδαργύρου. Αυτή η πάστα δεν είναι εντελώς στεγνή, καθώς απαιτείται λίγο υγρό για να εμφανιστούν εύκολα οι χημικές αντιδράσεις. Το ιόν αμμωνίου θα αντιδράσει με το διοξείδιο του μαγγανίου για να μεταφέρει ηλεκτρόνια στη ράβδο άνθρακα. Αυτή η αντίδραση θα παράγει τριοξείδιο διμαγγανίου, νερό και αμμωνία ως υποπροϊόντα.

Η ηλεκτρολυτική πάστα περικλείεται σε ένα περίβλημα από μέταλλο ψευδαργύρου. Το μέταλλο ψευδαργύρου θα οξειδωθεί, αναγκάζοντάς το να δωρίσει δύο ηλεκτρόνια για κάθε άτομο ψευδαργύρου. Αυτά τα ηλεκτρόνια θα ρέουν μέσω του ηλεκτρολύτη στη ράβδο άνθρακα για να παράγουν ηλεκτρικό ρεύμα. Αυτό το μανίκι θα γίνει πιο λεπτό καθώς ο ψευδάργυρος οξειδώνεται και η μπαταρία δεν θα είναι πλέον σε θέση να αγωγεί ηλεκτρισμό όταν το χιτώνιο ψευδαργύρου έχει τελειώσει εντελώς.

Το πάνω μέρος της μπαταρίας καλύπτεται από αγώγιμη πλάκα έτσι ώστε η ράβδος άνθρακα να μπορεί να έρθει σε επαφή με το θετικό ακροδέκτη στο εξωτερικό μέρος της μπαταρίας. Ένας μη αγώγιμος σωλήνας σχηματίζει τις πλευρές της μπαταρίας και διασφαλίζει ότι δεν υπάρχει άμεση ηλεκτρική επαφή μεταξύ της ράβδου άνθρακα και του χιτωνίου ψευδάργυρου.

Τα ηλεκτρόνια ρέουν από το χιτώνιο ψευδάργυρου προς τη ράβδο άνθρακα, έτσι το χιτώνιο ψευδάργυρου είναι η άνοδος και η ράβδος άνθρακα είναι η κάθοδος. Αυτός ο τύπος ξηρού στοιχείου αρχικά παράγει περίπου 1,5 βολτ, το οποίο μειώνεται καθώς χρησιμοποιείται η μπαταρία. Υποβαθμίζεται γρήγορα σε κρύο καιρό και θα αρχίσει να διαρρέει το περιεχόμενό του - κυρίως χλωριούχο αμμώνιο - όταν καταναλώνεται το χιτώνιο ψευδάργυρου.

  • Μερίδιο
instagram viewer