சிங்கு கார்பன் பேட்டரி | சிங்கு கார்பன் பேட்டரியின் வகைகள் | நேர்மறைகளும் எதிர்மறைகளும்

சிங்க் கார்பன் பேட்டரி

சிங்க் கார்பன் பேட்டரி மேற்கண்ட நூறு ஆண்டுகளாக பெரிதும் பயன்படுத்தப்பட்டு வருகிறது. பொதுவாக இரு வகையான சிங்க் கார்பன் பேட்டரிகள் உள்ளன - லெக்லாஞ்ச் பேட்டரி மற்றும் சிங்க் குளோரைட் பேட்டரி. இவை இரண்டும் முதல் பேட்டரிகள். இந்த பேட்டரி 1866 ஆம் ஆண்டில் ஜார்ஜ் லியோனல் லெக்லாஞ்ச் உருவாக்கினார். இது அம்மோனியம் குளோரைட் போன்ற குறைந்த கோரோசிவுள்ள எலக்ட்ரோலைட்டை பயன்படுத்திய முதல் பேட்டரியாகும். அதற்கு முன்னர் மட்டுமே உலகில் பல்லாம் அமிலங்கள் பேட்டரிகளின் எலக்ட்ரோலைட்டாக பயன்படுத்தப்பட்டன.
இந்த பேட்டரி செல்லில், ஒரு கிளை குடுவை முக்கிய கண்டியாக பயன்படுத்தப்பட்டது. இந்த கண்டி அம்மோனியம் குளோரைட் தீர்வாக நிரப்பப்பட்டது. ஒரு சிங்க்-ஆமால்கம் குழாய் இந்த எலக்ட்ரோலைட்டில் நேர்மறைக் குறியில் மற்றும் அனோட் என மூலம் மூழ்கியது. இந்த லெக்லாஞ்ச் பேட்டரி செல்லில், ஒரு போரஸ் குடுவை மங்கனீஸ் டை ஆக்சைடு மற்றும் கார்பன் பொட்டல் சமமாக நிரப்பப்பட்டது. ஒரு கார்பன் குழாய் இந்த கலவையில் நுழைத்து வைக்கப்பட்டது.

போரஸ் குடுவை இந்த கலவையும் கார்பன் குழாயும் மற்றும் நேர்மறைக் குறியில் அல்லது கதோட் என செயல்பட்டது மற்றும் இது கண்டியில் உள்ள அம்மோனியம் குளோரைட் தீர்வில் நிரப்பப்பட்டது. 1876 இல், லெக்லாஞ்ச் தனது சொந்த சிங்க் கார்பன் பேட்டரி மாதிரியை மேம்படுத்தினார். இங்கு அவர் மங்கனீஸ் டை ஆக்சைடு மற்றும் கார்பன் பொட்டலுடன் ரீசின் கம் பைண்டரை கலக்க ஒரு திண்ம பொட்டல் வடிவத்தை உருவாக்கினார். இந்த கதோட் கலவையின் திண்ம அமைப்பினால், லெக்லாஞ்ச் பேட்டரி செல்லில் போரஸ் குடுவை மேலும் தேவை இல்லை. 1888 இல், டாக்டர் கார்ல் காஸ்னர், லெக்லாஞ்ச் செல்லின் கட்டமைப்பை மேம்படுத்தினார். இங்கு அவர் திரவ அம்மோனியம் குளோரைட்டின் இடமாக பிளாஸ்டர் ஆஃப் பாரிஸ் மற்றும் அம்மோனியம் குளோரைட் தீர்வை பயன்படுத்தினார். கண்டியில் சிங்க் குழாயை உள்ளடக்குவதற்கு பதிலாக, அவர் சிங்க் ஆகவே கண்டியை உருவாக்கினார். எனவே இந்த கண்டி பேட்டரியின் அனோட் ஆகவும் செயல்படுகிறது. அவர் தனது பேட்டரியில் இடமாக்கல் வேதியியல் செயல்பாட்டை சிங்க் குளோரைட்-அம்மோனியம் குளோரைட் நிரம்பிய துணிவுகளால் மையமாக வைத்து குறைக்கிறார்.

மேலும் அவர் எலக்ட்ரோலைட் கலவையில் பிளாஸ்டர் ஆஃப் பாரிஸை வகை காலை பொட்டலால் மாற்றினார். இது திரவமற்ற சிங்க் கார்பன் பேட்டரி செல்லின் முதல் வணிக வடிவமாகும். இது லெக்லாஞ்ச் பேட்டரியின் வளர்ச்சியின் முடிவு அல்ல. 20ம் நூற்றாண்டில் லெக்லாஞ்ச் பேட்டரியின் தொடர்ந்த பொருளாதார தேவையை நிறைவு செய்ய மேம்படுத்தப்பட்டது. பின்னர் அசெட்லின் கரிய கார்பன் கதோட் கரண்டி தேர்வாக பயன்படுத்தப்பட்டது. இது கிராஃபைட்டை விட கூடுதல் செல்லும். பிரிவு வடிவம் மற்றும் வெளியே வெளியே விடும் சீல் அமைப்பிலும் மேம்படுத்தம் செய்யப்பட்டது.

1960 இல் பிறகு, சிங்க் குளோரைட் பேட்டரி செல்லின் வளர்ச்சியில் மேலும் முயற்சி செய்யப்பட்டது. இது ஒரு பிரபலமான சிங்க் கார்பன் பேட்டரி வகையாகும். இங்கு, அம்மோனியம் குளோரைட்டின் இடமாக சிங்க் குளோரைட் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இது குறிப்பிட்ட கடிகார பயன்பாடுகளில் மேம்பட்ட தேர்வாக உருவாக்கப்பட்டது. இது லெக்லாஞ்ச் பேட்டரியின் முன்னோடி பதிலாக கடிகார பயன்பாடுகளில் மேம்பட்டது.

சிங்க் கார்பன் பேட்டரியில் உள்ள வேதியியல் செயல்பாடு

லெக்லாஞ்ச் பேட்டரி செல்லில், சிங்க் அனோட் ஆகும், மங்கனீஸ் டை ஆக்சைடு கதோட் ஆகும் மற்றும் அம்மோனியம் குளோரைட் முக்கிய எலக்ட்ரோலைட்டாகும், ஆனால் எலக்ட்ரோலைட்டில் சிங்க் குளோரைட் ஒரு சதவீதம் உள்ளது. சிங்க் குளோரைட் பேட்டரி செல்லில், சிங்க் அனோட் ஆகும், மங்கனீஸ் டை ஆக்சைடு கதோட் ஆகும் மற்றும் சிங்க் குளோரைட் எலக்ட்ரோலைட்டாகும்.
இரு சிங்க் கார்பன் பேட்டரிகளிலும், விடுத்தல் நேரத்தில், சிங்க் அனோட் ஒரு ஆக்சிடேசன் செயல்பாட்டில் பங்கேற்கிறது மற்றும் இந்த செயல்பாட்டில் பங்கேற்கிற ஒவ்வொரு சிங்க் அணும் இரண்டு எலக்ட்ரான்களையும் வெளியே வெளியிடுகிறது.

இந்த எலக்ட்ரான்கள் வெளியே வெளியிடும் விரம்பு வழியாக கதோடுக்கு வந்து சேரும்.
லெக்லாஞ்ச் பேட்டரி செல்லில் அம்மோனியம் குளோரைட் (NH4Cl) எலக்ட்ரோலைட் கலவையில் NH4+ மற்றும் Cl – என உள்ளது. கதோடில் MnO2 அம்மோனியம் ஆயனத்தின் (NH4+) மூலம் Mn2O3 ஆக செயல்படுகிறது. இதன் தொடர்ச்சியாக Mn2O3 இந்த செயல்பாட்டில் NH3 (ஆம்மோனியம்) மற்றும் H20 (நீர்) உருவாகின.

ஆனால் இந்த வேதியியல் செயல்பாட்டில் சில அம்மோனியம் ஆயனங்கள் (NH4+ ) நேரடியாக எலக்ட்ரான்களால் குறைக்கப்பட்டு NH3 (ஆம்மோனியம்) மற்றும் H2 (ஹைட்ரஜன்) உருவாகின.

சிங்க் கார்பன் பேட்டரியில், இந்த ஆம்மோனியம் வாயு சிங்க் குளோரைட் (ZnCl2) உடன் சேர்ந்து திண்ம சிங்க் அம்மோனியம் குளோரைட் உருவாக்குகிறது மற்றும் ஹைட்ரஜன் வாயு மங்கனீஸ் டை ஆக்சைடுடன் சேர்ந்து திண்ம டை-மங்கனீஸ் ட்ரை ஆக்சைடு மற்றும் நீர் உருவாக்குகிறது. இவை இரண்டு செயல்பாடுகளும் பேட்டரியின் விடுத்தல் நேரத்தில் வாயு அழுத்தத்த