Batteria al carbonio di zinco | Tipi di batteria al carbonio di zinco | Vantaggi e svantaggi

Batteria ad Anodo di Zinco e Carbonio

Batteria ad anodo di zinco e carbonio est in usu populariter iam centum annos. Generaliter duae species batteriae ad anodo de zinco et carbonio sunt disponibiles – batteria Leclanche et batteria zinci chloridi. Ambae hae sunt batteriae primariae. Hanc batteriam Goerge Lionel Leclanche invenit anno 1866. Haec fuit prima batteria in qua electrolitus corrosivus minimus ut ammonium chloride usus est. Ante illud solum acidis mineralibus fortibus ut electrolitus systematis batteriae usus erat.
In hoc cellula batteriae, vas vitreum ut container principale usus est. Container implevitur solutione ammonii chloridi ut electrolitus. Stabulum amalgamatum de zinco immersit in hoc electrolito ut electrode negativa vel anoda. In hac cellula Leclanche, olla porosa impleta est mixtura unius ad unum manganii dioxidis et pulveris carbonis. Virga carbonis inserta fuit in hanc mixturam.

Olla porosa cum mixtura et virga carbonis servivit ut electrode positiva vel cathoda et haec collocata fuit in solutione ammonii chloridi in vase. Anno 1876, Leclanche ipse designum prototypicum suum batteriae ad anodo de zinco et carbonio melioravit. Ibi mixtura manganii dioxidis et pulveris carbonis cum ligamine gummi resinaceo compressa facta est per pressionem hydraulica. Propter hanc structuram solidam mixturae cathodae, non opus est amplius ollae porosae in cellula Leclanche. Anno 1888, Dr. Carl Gassner, constructum cellulae Leclanche melioravit. Ibi usus est pasta gypsi Parisiensis et ammonii chloridi ut electrolitus, vice liquidi ammonii chloridi. Vice insertionis virgae zincae in electrolito in vase vitreo, fecit container ex zinco ipso. Itaque hic container etiam servit ut anoda batteriae. Minimizavit actionem chemicam localis in sua batteria involucris saturatis zinci chloridi – ammonii chloridi ad block cathodae mixturae cylindricum applicandis.

Postea substituit gypsum Parisiensem farina tritici, in mixtura electroliti. Haec fuit prima forma commercialis cellulae batteriae ad anodo de zinco et carbonio sicca. Non fuit finis itineris. Batteria Leclanche ulterius meliorata est ad satisfaciendum demandae continuatae eius in seculo 20th. Postea carbo niger acetylenicus usus est ut collector currentis cathodae. Hic est conductivior quam graphites. Progressus factus est etiam in designo separantis et systemate sigillorum ventorum.

Post annum 1960, magis studium directum est in progressionem cellulae batteriae zinci chloridi. Haec est etiam species popularis batteriae ad anodo de zinco et carbonio. Ibi, zinci chloridus usus est ut electrolitus vice ammonii chloridi. Haec fuit elaborata ad praebendum meliorem performance in applicatione magna drainandi. Aliis verbis, batteria zinci chloridi est substitutum melius Leclanche’ in applicationibus magnis drainandi.

Reactio Chemica in Batteria ad Anodo de Zinco et Carbonio

In cellula batteriae Leclanche, zinco utitur ut anoda, manganii dioxidum ut cathoda et ammonii chloridum ut electrolitus principale, sed aliquod procentum zinci chloridi in electrolito est. In cellula batteriae zinci chloridi, zinco utitur ut anoda, manganii dioxidum ut cathoda et zinci chloridum ut electrolitus.
In ambabus speciebus batteriarum ad anodo de zinco et carbonio, dum dischargentur, anoda zincae involvitur in reactione oxidationis et unusquaque atomus zincae in hac reactione involvitur emittit duos electronos.

Hae electroni veniunt ad cathodam per circuitum externum oneris.
In cellula batteriae Leclanche, ammonii chloridus (NH4Cl) existit in mixtura electroliti ut NH4+ et Cl –. In cathoda MnO2 redigetur ad Mn2O3 in reactione cum ionem ammonii (NH4+). Praeterea ad Mn2O3 haec reactio producit etiam amoniacum (NH3) et aquam (H20).

Sed in hoc processu chymico quaedam ionis ammonii (NH4+ ) directe reducuntur per electronos et formant amoniacum gaseum (NH3) et hydrogenum (H2).

In batteria ad anodo de zinco et carbonio, hic gas amoniacus ulterius reagat cum zinci chlorido (ZnCl2) ad formandum solidum zinci ammonii chloridum et gas hydrogenus reagat cum manganii dioxidum ad formandum solidum dimanganii trioxidum et aquam. Hae duae reactiones prohibent formationem pressionis gas in dischargendo batteriae.

Reactio totalis est,

Batteria zinci chloridi est versio meliorata batteriae ad anodo de zinco et carbonio. Hae batteriae generaliter designantur ut batteriae oneris gravis. Cellula zinci chloridi continet tantum pastam zinci chloridi (ZnCl2) ut electrolitus. Haec batteria praebet maiorem currentem, maiorem voltam et maiorem vitam quam batteria ad anodo de zinco et carbonio usus communis. Reactio cathodae est,

Reactio totalis est,

Rangum Tensionis Batteriae ad Anodo de Zinco et Carbonio

Rangum tensionis standardis batteriae ad anodo de zinco et carbonio determinatur per materias anodae et cathodae usas in cellula batteriae. In cellula batteriae ad anodo de zinco et carbonio, zinco est materia anodae et manganii dioxidum est materia cathodae. Potentiale electrodalis zincae est – 0.7 volt, potenti