Magnesiuma Baterio | Kemia Konstruo de Magnesiuma Baterio
Magnesium estas uzata kiel anodmaterialo en primaraj baterioj pro sia alta norma potencialo. Ĝi estas leta metalo. Ĝi estas ankaŭ facile havebla estante malgranda kost-metalo. Magnesium/mangan-diksid (Mg/MnO2) baterio havas duoble longan servoperiodon t.e. kapaciton de la cink/mangan-diksid (Zn/MnO2) baterio de sama grandeco. Ĝi ankaŭ povas konservi sian kapacion dum stokado, eĉ je altaj temperaturoj. Magnesium baterio estas tre daŭrega kaj stokebla ĉar ĝi ĉiam havas protektan kovrojn kiuj estas nature formitaj sur la surfaco de la magnesium-anodo.
La magnesium baterio perdas sian stokeblecon unu fojon ĝi estas partoplage elŝargita kaj tial ĝi ne estas tre taŭga por uzo en long-termaj intermitaj aplikoj. Tio estas la ĉefa kaŭzo, pro kiu magnesium baterio perdas sian popularon, kaj litia baterio okupas sian merkaton.
Kemiaĵo de Magnesium Baterio
En primara magnesium baterio, magnesium-almetalo estas uzata kiel la anodo; mangan-diksid estas uzata kiel katodmaterialo. Sed mangan-diksid ne povas provizi la postulan kondukadon al la katodo, kaj tial aketileno nigra estas miksitaj kun mangan-diksid por atingi la postulatan kondukancon. Magnesium-perchlorato estas uzata kiel la elektrolito. Barium kaj litia chromato estas aldonaĵoj al la elektrolito por eviti korozion. Magnesium-hidroksido estas ankaŭ aldonaĵo al tiu miksaĵo kiel tamponilo por plibonigi stokeblecon.
La oksidigo reago kiu okazas en la anodo estas,
La reduktado reago kiu okazas en la katodo estas,
Ĝenerala reago,
La malferma cirkvito-volto, tiu celulo donas ĉirkaŭ 2 voltoj sed la teoria valoro de la cel-potencialo estas 2.8 voltoj.
La ŝanco de korozo de magnesium estas tre malgranda eĉ sub ekstremaj ambientaj kondiĉoj. Ropa magnesium reagas kun humideco kaj formas filmon de dika Mg(OH)2 sur sia surfaco.
Tiu dika filmo de magnesium-peroksido servas kiel protektanta layro super la magnesium. Krom tio, kromata traktado sur magnesium plibonigas tiun protekton en tre granda amplekso. Sed kiam tiu protektanta filmo de magnesium-peroksido estas perforita aŭ forigita pro la elŝargo de la baterio, korozo okazas kun la formiĝo de hidrogen gaso.
Tio estas la baza kemiaĵo de magnesium baterio.
Konstruo de Magnesium Baterio
Konstrue cilindra magnesium baterio-celulo estas simila al cilindra cink-karbona baterio-celulo. Ĉi tie alloyo de magnesium estas uzata kiel la ĉefkonteiner de la baterio. Tiu alloyo estas formita de magnesium kaj malgranda kvanto de alumio kaj cink. Ĉi tie, mangan-diksid estas uzata kiel katodmaterialo. Ĉar la mangan-diksid havas malbonan kondukadon, aketileno nigra estas miksitaj kun ĉi tio por plibonigi ĝian kondukancon. Tio ankaŭ helpas konservi akvon en la katodo. En ĉi tiu katodmiksaĵo barium-chromato estas aldonaĵo kiel inhibilo, kaj ankaŭ magnesium-hidroksido estas aldonaĵo kiel pH tamponilo. Magnesium-perchlorato kun litia chromato miksitaj kun akvo estas uzataj kiel la elektrolito. Karbono estas enmetita en la katodmiksaĵon kiel elektra kolektoro. Kraft-paperoj, absorbitaj kun elektrolito-solvo estas lokitaj inter katodaj kaj anodaj materialoj kiel separatoroj. Speciala atento devas esti donita dum la disegno de la fermapordo en magnesium baterio. La fermapordo de la baterio ne devus esti tiom porosa ke la humido ene de la baterio estos evaporita dum la stokado de la baterio, kaj ĝi ne devus esti tiom neporosa ke la hidrogen gaso formita dum la elŝargo ne povos foriri el la baterio. Do, la fermapordo de la baterio devus konservi la humidon enen, kaj samtempe, ĝi donas sufiĉan ventilon al la hidrogen gaso formita dum la elŝargo. Tio povas esti farita per provizado de malgranda troĉo sur la supro de la plastika fermapordo lavita sub la Retainer ringo. Kiam troa gaso eliras tra la troĉo, tiu retainer ringo estas deformita pro la premo kaj rezultas eliro de la gaso.
a
Magnesium anodo formas la eksteran kovron de la baterio, sed alia konstruo de magnesium baterio estas ankaŭ disponebla kie karbono formas la eksteran konteineron de la baterio. Ĉi tie tipa formita konteiner estas formita el altkonduka karbono. Tiu konteiner estas formita en cilindra kupforma, kaj unu bastonforma projekcio estas projekciita de ĝia centro kiel montrite en la bildo. Anodo de la baterio estas formita de cilindro aŭ trombo de magnesium. La diametro de la cilindra anodo estas ĉirkaŭ duono de la karbona kupformo. La katodmiksaĵo estas metita ene de ĉi tiu anoda cilindro kaj apartigita de la ena muro de la cilindro per paper-separatoro. La spaco inter la ena surfaco de la karbona kupformo kaj ekstera surfaco de la anoda cilindro ankaŭ estas plenigita per katodmiksaĵo, kaj ĉi tie ankaŭ la ekstera surfaco de la anoda cilindro estas apartigita de la katodmiksaĵo per paper-separatoro. La katodmiksaĵo estas produktita per miksi mangan-diksid, karbon-nigra, kaj malgranda kvanto de akva magnesium-bromido aŭ perchlorato kiel elektrolito. La pozitiva terminalo estas konektita al la fino de la karbona kupformo. La negativa terminalo estas konektita al la fino de la anoda trombo. La tuta sistemo estas enkapsulita en krumpita tin-plakita ŝtela jaketo.
Avantaĝoj de Magnesium Baterio
Ĝi havas tre bonan self-life; ĝi povas esti stokita longe eĉ je altaj temperaturoj. Ĉi tiuj baterioj povas esti stokitaj ĝis 5 jaroj je temperaturo 20oC.
Ĝi havas duoble grandan kapaciton komparate al ekvivalenta grandeco Leclanche baterio.
Pli alta baterio volto ol zinc-karbona baterio.
Kosto estas ankaŭ moderata.
Malavantaĝoj de Magnesium Baterio
Diferkaj efektoj. (volto-difero)
Evoluo de hidrogeno dum elŝargo.
Varma generita dum uzo.
Malbona stokado post parta elŝargo.
La baterioj ne plu estas komerciale fabrikataj.
