باتری های قلیایی چگونه برق تولید می کنند؟

1. واکنش ردوکس:
در باتری های قلیایی ، فرآیند اصلی تولید برق ، واکنش ردوکس است. این واکنش شامل اکسیداسیون روی (روی) به یون های روی (Zn²⁺) و کاهش همزمان دی اکسید منگنز (MNO₂) به اکسید منگنز (MNO (OH)) است. این فرآیند در آند و کاتد درون باتری اتفاق می افتد که روی آن آند و دی اکسید منگنز کاتد است. هنگامی که یک باتری به یک مدار وصل می شود ، الکترون ها از آند (روی) به کاتد (دی اکسید منگنز) جریان می یابند و جریان الکتریکی را از طریق مدار خارجی ایجاد می کنند. این واکنش شیمیایی محرک اصلی تولید برق است و جریان الکتریکی حاصل منبع انرژی مورد استفاده برای برق دستگاههای الکترونیکی است.

2. هدایت یونی در الکترولیت:
در باتری های قلیایی ، الکترولیت نقش مهمی ایفا می کند زیرا به یونها اجازه می دهد تا آزادانه در باتری حرکت کنند و از این طریق بی طرفی الکتریکی را حفظ کرده و جریان برق را تسهیل می کنند. الکترولیت قلیایی معمولاً هیدروکسید پتاسیم (KOH) است که حاوی یون های هیدروکسید (OH⁻) و یون های روی (Zn²⁺) است. این یونها با افزایش واکنش شیمیایی ، از یک قطب به دیگری در الکترولیت حرکت می کنند و از تعادل بار در باتری و ترویج تولید جریان الکتریکی اطمینان می دهند.

3. نسل فعلی:
هنگامی که یک باتری قلیایی به یک مدار خارجی وصل می شود ، یک واکنش شیمیایی شروع می شود و یک جریان الکتریکی ایجاد می کند. در آند (روی) ، روی در یون های روی اکسیده می شود و الکترون ها آزاد می شوند. در همان زمان ، در کاتد (دی اکسید منگنز) ، دی اکسید منگنز کاهش می یابد و الکترون ها جذب می شوند. این الکترونها از آند به کاتد از طریق یک مدار خارجی جریان می یابند و یک جریان الکتریکی ایجاد می کنند. این جریان نتیجه یک واکنش شیمیایی است که به انرژی الکتریکی تبدیل می شود ، که می تواند برای تأمین نیازهای انرژی دستگاههای مختلف الکترونیکی مورد استفاده قرار گیرد.

4. مصرف باتری:
با گذشت زمان و واکنش های شیمیایی ، ماده فعال در یک باتری قلیایی به تدریج مصرف می شود و باعث می شود بار باتری به تدریج کاهش یابد. به طور خاص ، فلز روی به تدریج حل می شود و به یون های روی روی آند تبدیل می شود ، در حالی که دی اکسید منگنز به تدریج روی کاتد کاهش می یابد. این منجر به کاهش عمر باتری می شود و در نهایت باتری اثربخشی خود را از دست می دهد و نیاز به تعویض دارد. بنابراین ، عمر سرویس یک باتری به میزان و کارآیی واکنشهای شیمیایی داخلی آن و همچنین تأثیر شرایط استفاده بستگی دارد .