كيف تعمل البطاريات (2)

يحدث الكثير داخل البطارية عندما تضعها في المصباح اليدوي أو جهاز التحكم عن بعد أو أي جهاز آخر خالي من الأسلاك. في حين أن العمليات التي يتم من خلالها إنتاج الكهرباء تختلف قليلاً من بطارية إلى أخرى، إلا أن الفكرة الأساسية تظل كما هي.

عندما يكمل الحمل الدائرة  بين  المحطتين، تنتج البطارية الكهرباء من خلال سلسلة من التفاعلات الكهروكيميائية بين الأنود والكاثود والكهارل. يواجه الأنود تفاعل أكسدة حيث يتحد أيونان أو أكثر (ذرات أو جزيئات مشحونة كهربائيًا) من المنحل بالكهرباء مع الأنود، مما يؤدي إلى إنتاج مركب وإطلاق إلكترون واحد أو أكثر. وفي الوقت نفسه، يمر الكاثود بتفاعل اختزال تتحد فيه أيضًا مادة الكاثود والأيونات والإلكترونات الحرة لتكوين مركبات. في حين أن هذا الإجراء قد يبدو معقدًا، إلا أنه في الواقع بسيط جدًا: التفاعل في القطب الموجب يولد إلكترونات، والتفاعل في الكاثود يمتصها. الناتج الصافي هو الكهرباء. ستستمر البطارية في إنتاج الكهرباء حتى ينفد أحد القطبين أو كليهما من المادة اللازمة لحدوث التفاعلات.

تستخدم البطاريات الحديثة مجموعة متنوعة من المواد الكيميائية لتشغيل تفاعلاتها. تشمل كيمياء البطارية الشائعة ما يلي:

بطارية الزنك والكربون: كيمياء الزنك والكربون شائعة في العديد من بطاريات الخلايا الجافة AAA وAA وC وD الرخيصة. الأنود هو  الزنك ، والكاثود هو ثاني أكسيد المنغنيز، والإلكتروليت هو كلوريد الأمونيوم أو كلوريد الزنك.

البطارية القلوية: هذه الكيمياء شائعة أيضًا في بطاريات الخلايا الجافة AA وC وD. ويتكون الكاثود من خليط ثاني أكسيد المنغنيز، في حين أن الأنود عبارة عن مسحوق الزنك. حصل على اسمه من إلكتروليت هيدروكسيد البوتاسيوم، وهو مادة قلوية.

بطارية ليثيوم أيون (قابلة لإعادة الشحن): غالبًا ما تستخدم كيمياء الليثيوم في الأجهزة عالية الأداء، مثل الهواتف المحمولة والكاميرات الرقمية وحتى السيارات الكهربائية. يتم استخدام مجموعة متنوعة من المواد في بطاريات الليثيوم، ولكن التركيبة الشائعة هي كاثود أكسيد كوبالت الليثيوم وأنود الكربون.

بطارية الرصاص الحمضية (قابلة لإعادة الشحن): هذه هي المادة الكيميائية المستخدمة في بطارية السيارة النموذجية. عادة ما تكون الأقطاب الكهربائية مصنوعة من ثاني أكسيد الرصاص والرصاص المعدني، في حين أن المنحل بالكهرباء هو محلول حمض الكبريتيك.

المصدر:  https://electronics.howstuffworks.com/everyday-tech/battery3.htm