Akku virkar: Hvernig virkar akkur?

Batri áttun virka

Batri virkar á grunni oksa- og dreifingaraðgerðar elektrolýtta við metál. Þegar tvö ólík metál (kallað efnamót) eru sett í þynnta elektrolýt, gerast oksa- og dreifingaraðgerðir í efnamótim eftir elektrónsáhuga metala. Oksa-þróun leiðir til að annað efnamót fær neikvæð ladd, kallað kátód, en dreifingaraðgerðin leiðir til að hitt efnamót fær jákvæðan ladd, kallað ánód.

Kátódinn myndar neikvæðan stika battrarins, en ánódinn jákvæðan stika. Til að skilja grundvallarreglur battrar rétt, ætti við að hafa grundvísindi um elektrolýt og elektrónsáhuga. Þegar tvö ólík metál eru doppuð í elektrolýt, verður spennuskil milli þeirra.

Þegar ákveðnir efni eru bætt við vatni, þau losna upp og mynda já- og neikvæða jóna. Slíkar efni kalla við elektrolýt. Þekkt dæmi um elektrolýt eru næstum allar tegundir af sólu, syrur og basar. Orku sem frjálst átóm tekur við elektróni er kölluð elektrónsáhugi. Vegna mismunandi atómkerfi fyrir mismunandi efni, mun elektrónsáhugi mismunandi efna vera ólíkir.

Ef tvo mismunandi metöl eru doppuð í sama elektrolýt, mun annað þeirra taka elektrón og annað gefa elektrón. Hvaða metöl (eða metalefni) taki elektrón og hvaða gafi elektrón, fer eftir elektrónsáhuga þeirra. Metöl með lága elektrónsáhuga mun taka elektrón frá neikvæðum jónum elektrolýtsins.

Á hina vegna, metöl með háa elektrónsáhuga mun gefa elektrón og þessi elektrón kemur út í elektrolýt og er bætt við jákvæðum jónum lausnarinnar. Með þessu ferli, taki einn af þessum metölum elektrón og annar gaf elektrón. Sem niðurstaða, verður munur í elektróns samanborði milli þessa tveggja metala.

Þessi munur í elektróns samanborði valdi spennuskil milli metala. Þetta spennuskil eða EMF getur verið notað sem spennaforrit í hvaða rásarefni eða raforkulengd. Þetta er almenn regla og grundvallarreglur battrar og hvernig batri virkar.

Allar batrar byggja á þessari grundvallarreglu. Skoðum eina eftir annarri. Svo sem við sögðum, Alessandro Volta höfði búið til fyrsta battracellann, hann er kendur sem einfaldur voltaisk celli. Slíkar einföld celli er auðvelt að búa til. Tökum tölvu og fyllum hana með þynnta svafursýru sem elektrolýt. Drepum síðan sink- og koparstang í lausnina og tengjum þær ytri orkulangi. Nú er einfaldan voltaisk celli tilbúinn. Straumur hefur byrjað að renna gegnum ytri orkulangi.

Sink í þynntu svafursýru gefur upp elektrón eins og hér fyrir neðan:

Þessir Zn + + jónar fara inn í elektrolýt, og hver Zn + + jónar lætur tvo elektróna í stangan. Af þessu oksaferli verður sinkstangin neikvæð laddað og virkar sem kátód. Þannig, aukar samanborður Zn + + jóna nálægt kátóði í elektrolýtinum.

Eftir eiginleika elektrolýts, hefur þynnt svafursýra og vatn skiptst í jákvæða hydronium-jóna og neikvæða svafur-jóna eins og hér fyrir neðan:

Vegna háa samanborðs Zn+ + jóna nálægt kátóði, H3O+ jónar eru skotið til koparstangsins og taka elektrón frá atómum koparstangsins. Eftirfarandi ferli gerist á ánóð:

Af þessu dreifingarferli sem gerist á koparstangi, verður koparstangin jákvæð laddað og virkar sem ánód.

Daniell Celli

Daniell celli hefur koparvatnshólf með koparsýrulausn. Koparvatnshóllin sjálf virkar sem jákvæður stiki. Pórsuður með þynnta svafursýru er settur í koparvatnshólinu. Amalgamert sinkstang, doppuð í svafursýru, virkar sem neikvæður stiki.

Þynnt svafursýra í pórsuðnum reynir sink og af því fer fram að hydrogen er frekarið. Ferlið fer fram eins og hér fyrir neðan:

Myndun ZnSO4 í pórsuðnum hefur ekki áhrif á virkni cellans þangað til kristallar av ZnSO4 eru drepnir. Hydrogen gas fer í gegnum pórsuðinn og reynir með CuSO4 lausn eins og hér fyrir neðan:

Kopar sem myndast dekkjast á koparvatnshólinu.

Saga Battranna

Árið 1936, miðju sumarins, var forngripa fundið á staðnum þegar ný vagnbana var verkin nær Bagdad borginni í Irak. Forngripin voru umbrotin 2000 ára gömul. Í forngripunum voru smá leitir, slökkt með pitch. Járstang, umskapað með kylindraformið af koparblöðum, var kominn út frá þessu slökktu toppi.

Þegar uppgötuvistar fylltu þessar potar með syrligt væska, fengu þeir spennuskil af um 2 volt milli járns og kopars. Þessar leitar voru sanngetnar að vera 2000 ára gömul battracelli. Þeir nefndu potann Parthian battri.

Árið 1786, Luigi Galvani, ítalskur anatomi og líffræðingur, var stökkur að sjá að þegar hann snerti dauða frækjulegg með tveimur ólíkum metölum, þá samankrókuðu múscul leggjunna.

Hann gat ekki skilið raunverulegum ástæðum, annars hætti hann að vera kendur sem fyrsti uppfinnandi battracella. Hann hugsuði að ferlið gæti verið vegna eiginleika efna.