Bateria sa Magnesium | Kimikal nga Konstruksyon sa Bateria sa Magnesium
Ginagamit ang magnesium bilang materyales sa anode sa primary battery tungkol sa kanyang mataas na standard potential. Ito ay isang light metal. Madali itong makukuha at mura ang presyo. Ang battery ng magnesium/manganese dioxide (Mg/MnO2) ay may dalawang beses na serbisyo sa buhay iyon kapasidad ng zinc/manganese dioxide (Zn/MnO2) battery ng parehong laki. Ito rin ay maaaring panatilihin ang kanyang kapasidad, sa panahon ng pag-imbak, kahit sa mataas na temperatura. Magnesium battery ay napakadurable at storable dahil mayroon itong protective cover na natural na nabubuo sa ibabaw ng anode ng magnesium.
Nawawala ang storability ng magnesium battery kapag ito ay bahagyang na-discharge at dahil dito, hindi ito masyadong suitable para sa paggamit sa long-term intermittent applications. Ito ang pangunahing rason, kung bakit magnesium battery ay nawawalan ng popularidad, at lithium battery ang sumusunod sa kanyang merkado.
Kimika ng Magnesium Battery
Sa primary magnesium battery, ginagamit ang alloy ng magnesium bilang anode; manganese dioxide naman ang ginagamit bilang cathode material. Ngunit hindi maaaring magbigay ng required conductivity ang manganese dioxide sa cathode, at dahil dito, inihahalo ang acetylene black sa manganese dioxide upang makamit ang required conductivity. Ginagamit ang magnesium perchlorate bilang electrolyte. Inilalagay ang barium at lithium chromate sa electrolyte upang maprevent ang corrosion. Inilalagay din ang magnesium hydroxide sa mixture na ito bilang buffering agent upang mapabuti ang storability.
Ang oxidation reaction na nangyayari sa anode ay,
Ang reduction reaction na nangyayari sa cathode ay,
Overall reaction,
Ang open circuit voltage, binibigay ng cell na ito halos 2 volt ngunit ang theoretical value ng cell potential ay 2.8 volt.
Medyo kaunti ang chance ng corrosion ng magnesium kahit sa extreme environmental conditions. Raw magnesium reacts with moisture and forms a coating of thin film of Mg(OH)2 sa ibabaw nito.
Ang thin film na ito ng magnesium peroxide ay naglilingkod bilang corrosion protective layer sa ibabaw ng magnesium. Sa kabila nito, ang chromate treatment sa magnesium ay lumalaking ito sa malaking antas. Ngunit kapag punchered o alisin ang protective film na ito ng magnesium peroxide dahil sa discharge ng battery, nagaganap ang corrosion kasama ang pagbuo ng hydrogen gas.
Ito ang basic kimika ng magnesium battery.
Paggawa ng Magnesium Battery
Construction wise, ang cylindrical magnesium battery cell ay katulad ng cylindrical zinc-carbon battery cell. Dito, ginagamit ang alloy ng magnesium bilang main container ng battery. Itong alloy ay nabubuo sa pamamagitan ng magnesium at kaunting aluminum at zinc. Dito, ginagamit ang manganese dioxide bilang cathode material. Dahil mahina ang conductivity ng manganese dioxide, inihahalo ang acetylene black dito upang mapabuti ang conductivity nito. Tumutulong din ito upang panatilihin ang tubig sa loob ng cathode. Sa cathode mixture na ito, inilalagay ang barium chromate bilang inhibitor, at inilalagay din ang magnesium hydroxide bilang pH buffer. Ginagamit ang magnesium perchlorate na may lithium chromate na inihahalo sa tubig bilang electrolyte. Inilalagay ang carbon sa cathode mix bilang current collector. Inilalagay ang Kraft papers na inabsorb ng electrolyte solution sa pagitan ng cathode at anode materials bilang separators. Kailangan ng espesyal na atensyon sa pagdisenyo ng sealing arrangement sa magnesium battery. Ang sealing ng battery ay hindi dapat masyadong porous na ang moisture sa loob ng battery ay mawawala habang ito ay iminumuhok, at hindi rin dapat masyadong nonporous na ang hydrogen gas na nabuo sa panahon ng discharge ay hindi maaaring lumabas. Kaya ang seal ng battery ay dapat panatilihin ang moisture sa loob nito, at sa parehong oras, ito ay dapat bigyan ng sapat na vent para sa hydrogen gas na nabuo sa panahon ng discharge. Ito ay maaaring gawin sa pamamagitan ng pagbibigay ng small hole sa itaas ng plastic seal na inilaba sa ilalim ng Retainer ring. Kapag lumabas ang excess gas sa butas, ang retainer ring ay deformed dahil sa pressure at resulta ng paglabas ng gas.
a
Bilang outer cover ng battery, ang magnesium anode ay nabubuo, ngunit mayroon ding paggawa ng magnesium battery kung saan ang carbon ang nabubuo bilang outer container ng battery. Dito, nabubuo ang container sa cylindrical cup shape, at isang rod-like shape na projected mula sa center nito tulad ng ipinapakita sa larawan. Ang anode ng battery ay nabubuo sa pamamagitan ng cylinder o drum ng magnesium. Ang diameter ng cylindrical anode ay halos kalahati ng carbon cup. Ang cathode mix ay inilalagay sa loob ng anode cylinder at hinahati mula sa inner wall ng cylinder ng papel separator. Ang space sa pagitan ng inner surface ng carbon cup at outer surface ng anode cylinder ay puno rin ng cathode mix at dito rin ang outer surface ng anode cylinder ay hinahati mula sa cathode mix ng papel separator. Ang cathode mix ay nabubuo sa pamamagitan ng pagsasama ng manganese dioxide, carbon black, at kaunting aqueous magnesium bromide o perchlorate bilang electrolyte. Ang positive terminal ay konektado sa end ng carbon cup. Ang negative terminal ay konektado sa end ng anode drum. Ang buong sistema ay encapsulated sa crimped tin-plated steel jacket.
Pagpapabor sa Magnesium Battery
May napakagandang self life ito; maaari itong ma-imbak para sa matagal na panahon kahit sa mataas na temperatura. Ang mga battery na ito ay maaaring ma-imbak hanggang 5 taon sa temperatura na 20oC.
May dalawang beses na kapasidad kumpara sa equivalent size Leclanche battery.
Mas mataas na battery voltage kumpara sa zinc-carbon battery.
Moderate ang cost.
Di-pagpapabor sa Magnesium Battery
Delayed action.(voltage delay)
Evolution ng hydrogen sa panahon ng discharge.
Heat generated sa panahon ng gamit.
Poor storage pagkatapos ng partial discharge.
Hindi na masinasagawa ang battery commercially.
