Hvordan genereres elektricitet ved hjælp af tørre celler?

Tørre celler genererer faktisk ikke * elektricitet på den måde, kraftværker gør. De opbevarer kemisk energi og omdanner den til elektrisk energi gennem en kemisk reaktion. Sådan fungerer det:

komponenter i en tør celle:

* anode (negativ terminal): Typisk lavet af zink fungerer det som kilden til elektroner.

* katode (positiv terminal): Normalt en kulstofstang omgivet af en blanding af mangandioxid og carbonpulver, der fungerer som elektronmodtageren.

* elektrolyt: En pasta af ammoniumchlorid og zinkchlorid, der tillader bevægelse af ioner (ladede partikler).

* separator: Et porøst materiale, der adskiller anoden og katoden, hvilket forhindrer direkte kontakt, men tillader ionstrøm.

Den kemiske reaktion:

1. Zinkoxidation: Ved anoden mister zinkatomer elektroner (oxidation) og danner zinkioner (Zn²⁺). Disse elektroner bevæger sig gennem det ydre kredsløb til katoden.

2. mangandioxidreduktion: Ved katoden accepterer mangandioxid (MNO₂) elektroner (reduktion), reagerer med ammoniumioner (NH₄⁺) fra elektrolytten til dannelse af manganoxid (Mn₂o₃) og vand (H₂O).

3. ionbevægelse: Elektrolytten tillader ammoniumioner (NH₄⁺) at bevæge sig fra katoden mod anoden, afslutte kredsløbet og opretholde elektrisk neutralitet.

Generering af elektricitet:

* Strømmen af ​​elektroner fra anoden til katoden gennem det ydre kredsløb skaber en elektrisk strøm.

* Forskellen i elektrisk potentiale mellem anoden og katoden kaldes spændingen, der driver strømmen.

* Denne proces fortsætter, så længe der er nok reaktanter (zink- og mangandioxid) til rådighed, og elektrolytten forbliver ledende.

Begrænsninger:

* Begrænset kapacitet: Tørre celler har en begrænset mængde kemisk energi opbevaret, så de til sidst løber tør for strøm.

* spændingsfald: Spændingen af ​​en tørcelle falder over tid, når kemikalierne forbruges.

* holdbarhed: Tørre celler har en endelig holdbarhed, selv når de er ubrugt, på grund af gradvise interne kemiske reaktioner.

Kortfattet:

Tørre celler "genererer" ikke elektricitet på samme måde som kraftværker, men de opbevarer kemisk energi og konverterer den til elektrisk energi gennem en kemisk reaktion. Denne proces involverer oxidation af zink ved anoden, reduktion af mangandioxid ved katoden og bevægelsen af ​​ioner gennem elektrolytten. Strømmen af ​​elektroner fra anoden til katoden skaber en elektrisk strøm.