Откуда в батарейках электричество

Всем известно со школьной скамьи, что энергия не возникает на пустом месте. Так откуда же в батарейках электричество?

А появляется оно как результат электрохимической реакции.

Если точнее, то электроны – это результат окислительно-восстановительных реакций, происходящих внутри корпуса батарейки.

Именно этот заряд и дает электрический ток, который используется сегодня повсеместно.

Напряжение, которое способна дать батарейка, напрямую связано с реагирующими веществами. К примеру, для:

  • аккумуляторной батарейки номинальным напряжением будет 1,2 Вольта;
  • гальванического элемента – это 1,5 Вольт;
  • литиевого источника тока – до 3-х Вольт.

Рассмотрим, откуда в батарейках электричество, если в них использован цинк (в качестве анода), марганец (в качестве катода) и раствор хлорида цинка (в роли электролита).

Реакция, благодаря которой выделяются свободные электроны, выглядит следующим образом:

Работа анода: Zn + 2 OH-=Zn(OH)2+ 2 e-

Работа катода: 2 MnO2 + H2O + 2 e-=Mn2O3 + 2 OH-

Электрический ток в данном случае рождает составляющая «2 e-», которая следует он от анода к катоду.

Все реакции, наблюдаемые внутри батареек, невозможно обратить вспять.

Иными словами, если активные вещества прореагировали, то ток закончился, а батарейку можно утилизировать.

Другое дело – это аккумуляторные батарейки, в которых состав спланирован так, что восстанавливается до начального значения с помощью приложенного внешнего напряжения к источнику тока (батарейке).

Тем не менее, каждый следующий перезаряд батареек снижает ее рабочие характеристики, т.к. часть веществ безвозвратно теряется. А наиболее популярными аккумуляторными батарейками можно считать сегодня:

  • NiCd (на основе никель-кадмия);
  • NiMH (на базе никель-металлогидрида);
  • LiIon (на основе литий-ионных составляющих).

Рассмотрим эти аккумуляторные батарейки подробнее.

Откуда в батарейках электричество в аккумуляторных батарейках

Щелочная батарейка и никель-кадмиевый элемент имеют общие идеологические корни. В обоих случаях электролитом является КОН.

Материал для анода – кадмий, для катода — Ni(OH)2 . Действующие реакции внутри аккумуляторной никель-кадмиевой батарейки можно записать в виде:

2 NiOOH + 2 H2O + Cd=2 Ni(OH)2 + Cd(OH)2

Особенность этой реакции состоит в том, что под действием электрического тока она имеет обратимые свойства.

Другое дело – аккумуляторная батарейка никель-металлогидридной структуры, которая более напоминает топливные элементы.

Реакция в ней проходит несколько иначе и записывается так:

NiOOH + H=Ni(OH)2

Водород в данной реакции возникает из связанного вида (из анода). О том, что некоторые металлы могут хранить в себе связанный водород в кристаллической решетке, ученым известно давно.

Это свойство и берется для обеспечения реакции и восстанавливающихся свойств аккумуляторной батарейки.

При этом плотность водорода в металлах может даже превышать его концентрацию в жидком состоянии!

Металл остается пассивным, выделяя лишь сжатый водород.

Надеемся, что теперь у читателей больше не возникает вопросов о том, откуда в батарейках электричество, т.к. вышеприведенные схемы реакций наглядно отображают происходящие внутренние процессы образования тока.

Сколько сохнут бумажные обои » ОБОИ ДЛЯ СТЕН И ПОТОЛКА