Pilas nga Mercuric Oxide | Kimika Konstruksyon mga Abilidad Paggamit

Sa panahon sa World War II, importante na ang pagkakaroon ng constant voltage, high capacity, long life battery system para sa paggamit sa ekstremong kondisyon sa tropiko. Ang teknolohiya sa zinc mercuric oxide battery ay kilala nang higit sa 100 taon, pero ito ay unang praktikal na ginamit ni Samuel Ruben sa panahon ng World War II. Dahil sa kanyang constant at stable voltage characteristics, ito ay partikular na advantageous na gamitin sa mga relo, camera, at iba pang maliliit na electronic devices. Ito rin ay ginamit sa ilang early model ng pacemakers.
Dahil sa kanyang extremely stable output voltage characteristic, ang mercuric oxide battery ay malawakang ginamit bilang voltage reference source sa electrical measuring instrument. Bukod dito, ang battery ay ginamit din sa mga maliliit na scatterable satellite mines, radio sets, at early satellites.

Ngayon, ang mga battery na ito ay naging obsolete dahil sa environmental problem na may kaugnayan sa mercury. Mayroong dalawang uri ng mercuric oxide battery – ang zinc mercuric oxide battery at cadmium mercuric oxide battery. Environmental problems din ang may kaugnayan sa cadmium. Ang market ng battery na ito ay inoccupy ng alkaline manganese dioxide, zinc-air, silver oxide, at lithium battery.

Mga Advantages ng Zinc Mercuric Oxide Battery

1. May mataas na energy density. Ito ay tungkol 450 Wh/L

2. May mahabang storage life.

3. Naninirahan sa stable under wide range ng current density.

4. Mataas ang electrochemical efficiency.

5. Medyo robust at hindi sensitibo sa mechanical impact at vibration.

6. Bibigay ng stable 1.35 V ng open-circuit voltage na isang mahalagang advantage ng zinc mercuric battery.

7. Bibigay ng stable voltage sa habang panahon ng current drain operating period.

Mga Disadvantages ng Zinc Mercuric Oxide Battery

1. Ang mga battery na ito ay napakamahal. Dahil dito, may limitadong usage.

2. Bagama't mataas ang energy to volume ratio ng battery, ang energy to weight ratio naman ay moderate.

3. Hindi masyadong maganda ang performance ng battery na ito sa mababang temperatura.

4. Dahil sa presence ng mercury, ang disposal ng used zinc mercuric oxide battery ay nagdudulot ng problema.

Mga Advantages ng Cadmium Mercuric Oxide Battery

1. May mahabang storage life.

2. May mas flat discharge curve sa habang panahon ng current.

3. Kunwari ang zinc mercuric oxide battery, ito ay operasyonal na efficient sa mababang temperatura.

4. Ang gas evolution label ng cadmium mercuric oxide battery ay mababa.

Mga Disadvantages ng Cadmium Mercuric Oxide Battery

1. Mas mahal ito kaysa sa zinc mercuric oxide battery dahil sa cadmium.

2. Ang standard open circuit voltage ng battery na ito ay 0.9 V na mas mababa kaysa sa zinc mercuric oxide battery.

3. Ang energy to volume ratio nito ay moderate, at ang energy to weight ratio naman ay mababa.

4. Ang disposal ng cadmium mercuric oxide battery ay nagdudulot ng environmental problem dahil sa presence ng cadmium at mercury.

Konstruksyon ng Mercuric Oxide Battery

Ang battery na ito ay pangunahing ginawa sa bottom, flat, at cylindrical shape. Sa bottom configuration, ang top cover ng battery ay gawa sa copper alloy sa inner face at nickel o stainless steel sa outer face. Ang top cover ay insulated mula sa bottom container ng nylon grommet. Ang amalgamated zinc powder ay scattered sa loob ng top cover. Ang lower portion ng container ay puno ng mixture ng mercuric oxide at graphite. Ang graphite ay tumutulong dito upang tumaas ang conductivity ng mercuric oxide. Ang mercuric oxide ang pangunahing cathode material ng battery. Ang top ng cathode mixture ay nakakubri ng potassium hydroxide, o sodium hydroxide electrolyte soaked porous barrier. Ngayon ang buong top cover kasama ng grommet at anode material ay pinindot pababa sa bottom container. Ngayon ang upper portion ng battery ay ang anode, at ang lower portion naman ay ang cathode, at ang porous separator ay naglalaman ng electrolyte sa gitna nila. Ang buong assembly ay matatag na pinigil ng crimping sa top edge ng bottom can o container. Sa flat configuration, ang zinc powder ay amalgamated at pinindot sa isang pellet. Ang top cover ng battery ay double plated ng integrally molded polymer grommet. Ang outer at inner top plates ay gawa sa nickel plated steel, ngunit ang inner plate ay tin plated sa inner surface. Ang main container ng cell ay gawa rin ng dalawang nickel plated steel made cans. At ang adapter tube ay naka-place sa space sa pagitan ng inner at outer can. Ang lower portion ng container ay puno ng cathode mixture, at sa top ng cathode mixture electrolyte, absorbents ay naka-place. Ang top grommet assembly kasama ng anode pallet ay pinindot sa inner can at sealed ng crimping over sa outer can. Isang vent hole ay provided sa outer can upang ang gas na maaaring lumikha sa panahon ng discharge ay maaaring madaling lumabas sa pagitan ng inner at outer cans, anumang entrained electrolyte ay inabsorb ng paper adaptor tube.

Chemistry ng Mercuric Oxide Battery

Dalawang uri ng alkaline electrolyte ang ginagamit sa zinc / mercuric cell, isa based sa potassium hydroxide at isa naman sa sodium hydroxide. Ang sodium hydroxide electrolyte ay karaniwang ginagamit kung saan hindi essential ang low temperature operation at high current drain. Ang electrolyte na ito ay karaniwang ginagamit sa zinc mercuric oxide cell, samantalang ang potassium hydroxide based electrolyte ay ginagamit lamang sa cadmium mercuric oxide cell. Ang cadmium ay insoluble sa potassium hydroxide solution at dahil dito, ang cadmium mercuric oxide cell ay napakasuitable para sa low temperature operation.

Anode Reaction sa Zinc Mercuric Oxide Battery

Ang anode reaction ay maaaring isulat bilang,

Ang reaction na ito ay maaaring simplipikado bilang,

Anode Reaction sa Cadmium Mercuric Oxide Battery

Ang anode reaction ay maaaring isulat bilang,

Ang reaction na ito ay hindi nagpapabuo ng anumang tubig kaya; ang electrolyte na ginagamit sa cell na ito ay dapat may desired high percentage ng water.

Cathode Reaction sa Mercuric Oxide Battery

Ang cathode reaction ng battery ay maaaring isulat bilang,

Rated Voltage ng Mercuric Oxide Battery

Open circuit o no load voltage ng zinc mercuric oxide battery ay 1.35 V. Ang voltage na ito ay napakastable sa iba't ibang temperatura sa mahabang panahon. Ang no load voltage ng zinc mercuric battery ay nananatiling within 1% sa loob ng ilang taon. Ang no load voltage na ito ay maaaring magbago lang sa order ng 2.5 mV kung ang operating temperature ng battery ay nagbabago mula sa – 20oC hanggang + 50oC. Ang battery na ito ay may flat discharge characteristic, ibig sabihin ang battery voltage ay halos parehas sa mahabang panahon ng discharge period sa iba't ibang currents. Ang open circuit voltage ng cadmium mercuric oxide battery ay 0.9 volt at ito ay napakastable sa lahat ng operating conditions sa temperature range mula – 55