Suche komorki
.png)
Suche ogniwo to rodzaj baterii elektrycznej , powszechnie stosowanej w przenośnych urządzeniach elektrycznych. W przeciwieństwie do akumulatorów z mokrymi ogniwami, które zawierają ciekły elektrolit, ogniwa suche wykorzystują elektrolit w postaci pasty, dzięki czemu są mniej podatne na wycieki.
Suche ogniwo zostało opracowane w 1886 roku przez niemieckiego naukowca Carla Gassnera , po opracowaniu mokrych baterii cynkowo-węglowych przez Georgesa Leclanché w 1866 roku. Typ suchego ogniwa został również opracowany przez japońskiego Sakizō Yai w 1887 roku.
Historia
Wielu eksperymentatorów próbowało unieruchomić elektrolit w ogniwie elektrochemicznym, aby uczynić go wygodniejszym w użyciu. Stos Zamboni z 1812 roku to sucha bateria wysokiego napięcia, ale zdolna do dostarczania tylko niewielkich prądów. Przeprowadzono różne eksperymenty z celulozą, trocinami, przędzą szklaną, włóknami azbestu i żelatyną.
W 1886 roku Carl Gassner uzyskał niemiecki patent (nr 37 758) na odmianę (mokrego) ogniwa Leclanchégo , które stało się znane jako ogniwo suche, ponieważ nie zawierało wolnego ciekłego elektrolitu. Zamiast tego chlorek amonu zmieszano z Plaster of Paris w celu utworzenia pasty, z niewielką ilością chlorku cynku dodanego w celu przedłużenia żywotności skorupy. Katoda z dwutlenku manganu została zanurzona w tej paście i obie zostały zamknięte w cynkowej powłoce, która działa również jako anoda. W listopadzie 1887 roku uzyskał patent USA 373 064 na to samo urządzenie. Sucha bateria została wynaleziona w Japonii w erze Meiji w 1887 roku. Wynalazcą był Sakizō Yai . Jednak Yai nie miał dość pieniędzy, aby złożyć patent, pierwszym posiadaczem patentu na baterię w Japonii nie był Yai, ale Takahashi Ichisaburo. Wilhelm Hellesen wynalazł również suchą baterię i uzyskał patent USA 439 151 w 1890 roku.
W przeciwieństwie do poprzednich mokrych komórek, sucha komórka Gassnera jest bardziej solidna, nie wymaga konserwacji, nie rozlewa się i może być używana w dowolnej orientacji. Zapewnia napięcie 1,5 wolta. Pierwszym modelem produkowanym masowo było suche ogniwo Columbia, po raz pierwszy wprowadzone na rynek przez National Carbon Company w 1896 r. NCC ulepszyło model Gassnera, zastępując gips paryski zwiniętą tekturą, co jest innowacją, która pozostawia więcej miejsca na katodę i sprawia, że bateria łatwiejszy w montażu. Była to pierwsza wygodna bateria dla mas i sprawiła, że przenośne urządzenia elektryczne stały się praktyczne.
Ogniwo cynkowo-węglowe (jak je nazwano) jest nadal produkowane.
Projekt
Suche ogniwo wykorzystuje elektrolit w postaci pasty , zawierający tylko tyle wilgoci , aby umożliwić przepływ prądu. W przeciwieństwie do komory mokrej , komora sucha może działać w dowolnej orientacji bez rozlewania, ponieważ nie zawiera wolnej cieczy, dzięki czemu nadaje się do urządzeń przenośnych. Dla porównania, pierwszymi mokrymi ogniwami były zwykle delikatne szklane pojemniki z ołowianymi prętami zwisającymi z otwartej góry i wymagały ostrożnego obchodzenia się, aby uniknąć rozlania . Akumulatory kwasowo-ołowiowe nie osiągnęły bezpieczeństwa i mobilności ogniw suchych aż do wynalezienia akumulatora żelowego . Mokre ogniwa były nadal używane do zastosowań o dużym poborze mocy, takich jak uruchamianie silników spalinowych , ponieważ hamowanie przepływu elektrolitu ma tendencję do zmniejszania zdolności prądowej.
Typowym suchym ogniwem jest ogniwo cynkowo-węglowe , czasami nazywane suchym ogniwem Leclanchégo , o nominalnym napięciu 1,5 wolta , takim samym jak ogniwo alkaliczne (ponieważ oba wykorzystują tę samą kombinację cynku i dwutlenku manganu ).
Standardowe suche ogniwo zawiera anodę cynkową , zwykle w postaci cylindrycznego naczynia, z katodą węglową w postaci centralnego pręta. Elektrolitem jest chlorek amonu w postaci pasty obok anody cynkowej . Pozostałą przestrzeń między elektrolitem a katodą węglową zajmuje druga pasta składająca się z chlorku amonu i dwutlenku manganu , który działa jak depolaryzator . W niektórych projektach, często sprzedawanych jako „heavy duty”, chlorek amonu zastępuje się chlorkiem cynku .
typy
Ogniw pierwotnych nie można ładować i są one zazwyczaj usuwane po tym, jak wewnętrzna reakcja ogniwa zużyje reaktywne wyjściowe chemikalia.
Ogniwa wtórne są ładowalne i mogą być wielokrotnie używane.
Zobacz też
| Kontrola władz : Biblioteki narodowe |
|---|
