چگونه واکنش شیمیایی در باتری انجام می شود ؟
یکی از باتری های خیلی ساده باتری روی – کربن است که به اختصار باتری کربن نامیده می شود. این باتری شامل ماده اسیدی و یک میله از جنس روی در مرکز است. اینجا داشتن اطلاعات کمی در خصوص شیمی به ما کمک خواهد کرد. زمانی که روی به داخل اسید وارد می شود ، اسید شروع به خوردن روی کرده و گاز هیدروژن و انرژی گرمایی آزاد می شود. مولکولهای اسید به اجزای تشکیل دهنده خودش تفکیک می شود. این اجزا معمولاً شامل هیدروژن و سایر اتمها می باشد. در طی این فرآیند الکترونهای مربوط به اتم روی آزاد شده و با یونهای هیدروژن اسید ترکیب می شوند و تولید گاز هیدروژن می کنند.
اگر یک میله کربن به داخل اسید وارد شود ، اسید هیچ گونه واکنشی با آن انجام نخواهد داد.
امّا اگر میله کربن را با یک سیم به میله روی وصل کرده و یک مدار تولید کنید ، الکترونها شروع به عبور از سیم نموده و با هیدروژن موجود برروی میله کربن ترکیب می شوند. این عمل باعث آزادی مقدار کمی گاز هیدروژن شده و گرمای بسیار کمی را نیز تولید می کند. مقداری از این انرژی گرمایی ، انرژی است که از مدار عبور می کند.
حال انرژی موجود در مدار می تواند یک لامپ چراغ قوه را روشن کرده و یا یک موتور کوچک را به حرکت در آورد. سرانجام میله روی کاملاً توسط اسید باتری حل شده و باتری دیگر قابل استفاده نمی باشد.
تذکر
همانگونه که در فصل اول خواندیم اولین باتری توسط ، الکساندر ولتا ساخته شد. ولتا نام باتری خود را پیل ولتایی نامید. او لایه هایی از روی و مقوا را به صورت یک درمیان روی هم قرار داد و سپس آنها را در آب نمک و نقره فرو برد.
اگر شما یک سیم را به بالا و پایین این پیل وصل کنید ، به دلیل عبور الکترونها، جریان برق تولید می شود. افزودن لایه های بیشتر در پیل باعث تولید مقدار برق بیشتری خواهد شد.
انواع باتری :
باتری های مختلف دارای مواد و واکنش های شیمیایی متفاوتی هستند. بیشترین باتریهای مورد استفاده عبارتند از :
– باتری قلیایی : مثل باتری Duracell و Energizer و سایر باتریهای قلیایی . الکترودهای این نوع باتری از جنس روی و اکسید منگنز می باشد. امّا الکترولیت (تجزیه کننده) آن از جنس خمیر قلیایی است.
– باتری سرب – اسید : این نوع باتری بیشتر در اتومبیل استفاده می شود. الکترودهای این نوع باتری از جنس سرب و اکسید سرب ، و الکترولیت آن از جنس یک نوع اسید قوی است.
– باتری لیتیم : این باتری برای چراغ فلاش دوربین عکاسی استفاده می شود. مواد آن شامل لیتیم ، یدورلیتیم و یدور سرب است.
– باتری یون لیتیم : این نوع باتریها بیشتر در کامپیوترهای دستی (Laptop) ، تلفنهای پیلی و سایر وسایل الکتریکی قابل حمل استفاده می شود.
– باتری نیکل – کادمیم : جنس الکترودهای این نوع باتری هیدروکسید نیکل و کادمیم است. الکترولیت مورد استفاده در این نوع باتری نیز هیدروکسید پتاسیم می باشد.
– باتری روی – کربن یا باتری کربن : روی و کربن در کلیه باتریهای خشک نوع C , A و D استفاده می شود. در این نوع باتری، الکترودها از جنس روی و کربن بوده و الکترولیت آن خمیری از مواد اسیدی است.
