Ծինկա-կարբոնային Բատարեայ | Ծինկա-կարբոնային Բատարեայի Տեսակները | Առավելությունները և Սխալները

Ծինկա-կարբոնային Բատարեա

Ծինկա-կարբոնային բատարեա համառոտ օգտագործվում է վերջին 100 տարիների ընթացքում: Սովորաբար կա երկու տիպի ծինկա-կարբոնային բատարեա՝ Leclanche և ծինկ խլորիդային բատարեա: Երկուսն էլ հիմնական բատարեաներ են: Այս բատարեան հայտնաբերել է Goerge Lionel Leclanche 1866 թվականին: Այս էառ առաջին էառն է այն համար, որ ուներ ցածր կորոզիոնային էլեկտրոլիտ, ինչպիսին ամոնիակային խլորիդը: Նախկինում ուղիղ անոր միայն համաձուլված կիսլոտները էին օգտագործվում բատարեայի համակարգում:
Այս էլեկտրոդային էլեմենտում օգտագործվում էր մի կանաց փաթեթ որպես հիմնական կապակցում: Փաթեթը լցվում էր ամոնիակային խլորիդայի լուծույթով որպես էլեկտրոլիտ: Ամոգամալված ծինկ շարունակուն էր մուտքագրվում այս էլեկտրոլիտում որպես բացասական էլեկտրոդ կամ անոդ: Այս Leclanche էլեկտրոդային էլեմենտում մի պորուս փաթեք լցվում էր մանգանի դիոքսիդի և կարբոնային պուղի մի հարաբերությամբ մի միասնական խառնուրդով: Կարբոնային շարունակուն էր մուտքագրվում այս խառնուրդում:

Պորուս փաթեքը հետևյալ խառնուրդի և կարբոնային շարունակունի հետ ստանում էր դրական էլեկտրոդ կամ կաթոդ և դրան տեղադրում էին ամոնիակային խլորիդայի լուծույթում փաթեքում: 1876 թվականին Լեկլանշը իր սեփական ծինկա-կարբոնային բատարեայի պարագիր նկարագիրը բարելավեց: Այստեղ նա միացրեց մի մանդային գոմ կապչուն մանգանի դիոքսիդի և կարբոնային պուղի հետ ստանում էր հիդրավլիկ ճնշումով սեղմված պինդ բլոկ: Այս կաթոդային խառնուրդի պինդ կառուցվածքի պատճառով այլևս պորուս փաթեքի պահանջը չի գործում Leclanche էլեկտրոդային էլեմենտում: 1888 թվականին Դր. Կարլ Գասները ավելի շարունակեց Leclanche էլեկտրոդային էլեմենտի կառուցվածքը: Այստեղ նա օգտագործեց գիպսի և ամոնիակային խլորիդի պաստ որպես էլեկտրոլիտ, հեղուկ ամոնիակային խլորիդի փոխարեն: Ի տարածության փոխարեն ներկայացնելով ծինկ շարունակունը էլեկտրոլիտում կանաց փաթեքում, նա կառուցեց ծինկի կանաց փաթեք: Այսպիսով այս փաթեքը նաև գործում է որպես բատարեայի անոդ: Նա նվազեց իր բատարեայի մեջ տեղային քիմիական գործողությունը ծինկ խլորիդ-ամոնիակային խլորիդ կապակցված թուղներով գլանային կաթոդային խառնուրդի բլոկի շուրջ:

Մի ժամանակ նա փոխարինեց գիպսը հացով էլեկտրոլիտային խառնուրդում: Այս էառ առաջին կոմերցիոն նախագիծն է ծինկա-կարբոնային բատարեայի համար: Սա այն համառոտ ճանապարհի վերջը չէր: Leclanche բատարեան ավելի զարգացեց իր շարունակող համար 20-րդ դարում: Ավելի ուշ ակետիլեն սագան կարբոնը օգտագործվեց որպես կաթոդային հոսանքի հավաքածու: Սա գրաֆիտից ավելի հոսանքային է: Զարգացումներ են կատարվել նաև սեպարատորների նկարագրություններում և վենտիլացիայի համակարգում:

1960 թվականից հետո ավելի շարժում էր ուղղված ծինկ խլորիդային բատարեայի նկարագրության զարգացմանը: Սա նաև ծինկա-կարբոնային բատարեայի հայտնի տարատեսակն է: Այստեղ ծինկ խլորիդը օգտագործվում է որպես էլեկտրոլիտ ամոնիակային խլորիդի փոխարեն: Սա զարգացվել է ավելի լավ աշխատանքի համար բարձր հոսանքի դիմաց: Այլ կերպ ասած, ծինկ խլորիդային բատարեան ավելի լավ փոխարինում է Leclanche-ի բատարեան բարձր հոսանքի դիմաց:

Քիմիական Հանրահաշիվ Ծինկա-Կարբոնային Բատարեայում

Leclanche էլեկտրոդային էլեմենտում ծինկը օգտագործվում է որպես անոդ, մանգանի դիոքսիդը որպես կաթոդ և ամոնիակային խլորիդը որպես հիմնական էլեկտրոլիտ, բայց էլեկտրոլիտում կա որոշակի տոկոսի ծինկ խլորիդ: Ծինկ խլորիդային էլեկտրոդային էլեմենտում ծինկը օգտագործվում է որպես անոդ, մանգանի դիոքսիդը որպես կաթոդ և ծինկ խլորիդը որպես էլեկտրոլիտ:
Ծինկա-կարբոնային բատարեայի երկու տիպի դեպքում ներկայացման ընթացքում ծինկ անոդը մասնակցում է օքսիդացման հանրահաշվում և այս հանրահաշվում մասնակցող յուրաքանչյուր ծինկ ատոմ ազատում է երկու էլեկտրոն:

Այս էլեկտրոնները գալիս են կաթոդին արտաքին բեռնային շղթայով:
Leclanche էլեկտրոդային էլեմենտում ամոնիակային խլորիդը (NH4Cl) գոյություն ունի էլեկտրոլիտային խառնուրդում NH4+ և Cl – տեսքով: Կաթոդում MnO2-ը կրճատվում է Mn2O3-ի հանրահաշվում ամոնիակային իոնի (NH4+)-ի հետ: Այս հանրահաշվում նաև առաջացում է ամոնիակ (NH3) և ջուր (H20):

Բայց այս քիմիական գործընթացի ընթացքում որոշ ամոնիակային իոնները (NH4+ ) ուղղակիորեն կրճատվում են էլեկտրոններով և առաջացնում են գազային ամոնիակ (NH3) և ջրածնի (H2):

Ծինկա-կարբոնային բատարեայում այս ամոնիակի գազը հետագայում գործում է ծինկ խլորիդի (ZnCl2)-ի հետ ստանում է պինդ ծինկ ամոնիակային խլորիդ և գազային ջրածնին գործում է մանգանի դիոքսիդի հետ ստանում է պինդ երկու մանգանի երեք օքսիգեն և ջուր: Այս երկու հանրահաշիվները անհարմարություն են ստեղծում գազային ճնշումը բատարեայի ներկայացման ընթացքում:

Ընդհանուր հանրահաշիվը է,

Ծինկ խլորիդային բատարեան ավելի բարելավ տարատեսակ է ծինկա-կարբոնային բատարեայի: Այս բատարեաները ընդհանուր առմամբ նշվում են որպես բարձր ուժային բատարեաներ: Ծինկ խլորիդային էլեկտրոդային էլեմենտը պարունակում է միայն ծինկ խլորիդ (ZnCl2)-ի պաստ որպես էլեկտրոլիտ: Այս բատարեան ավելի հոսանք, ավելի