Hoe genereren alkalische batterijen elektriciteit?

1. Redox -reactie:
In alkalische batterijen , Het belangrijkste proces van het genereren van elektriciteit is de redoxreactie. Deze reactie omvat de oxidatie van zink (Zn) tot zinkionen (Zn²⁺) en de gelijktijdige reductie van mangaandioxide (MNO₂) tot mangaanoxide (MNO (OH)). Dit proces vindt plaats bij de anode en kathode in de batterij, waarbij zink de anode en mangaandioxide de kathode is. Wanneer een batterij is aangesloten op een circuit, stromen elektronen van de anode (zink) naar de kathode (mangaandioxide), waardoor een elektrische stroom door het externe circuit wordt gecreëerd. Deze chemische reactie is de primaire motor voor het genereren van elektriciteit, en de resulterende elektrische stroom is de energiebron die wordt gebruikt om elektronische apparaten te voeden.

2. ionengeleiding in elektrolyt:
In alkalische batterijen speelt de elektrolyt een cruciale rol omdat het ionen vrij maakt om vrij te bewegen binnen de batterij, waardoor elektrische neutraliteit wordt behouden en de elektriciteitsstroom vergemakkelijkt. De alkalische elektrolyt is meestal kaliumhydroxide (KOH), die hydroxide -ionen (OH⁻) en zinkionen (Zn²⁺) bevat. Deze ionen bewegen zich vrij in de elektrolyt van de ene pool naar de andere naarmate de chemische reactie vordert, waardoor de balans van de ladingen in de batterij wordt gewaarborgd en het genereren van elektrische stroom wordt gepromoot.

3. Huidige generatie:
Wanneer een alkalische batterij is aangesloten op een extern circuit, begint een chemische reactie, waardoor een elektrische stroom ontstaat. Bij de anode (zink) wordt zink geoxideerd in zinkionen en worden elektronen vrijgegeven. Tegelijkertijd, bij de kathode (mangaan -dioxide), wordt het mangaandioxide verminderd en worden elektronen geabsorbeerd. Deze elektronen stromen van de anode naar de kathode door een extern circuit, waardoor een elektrische stroom ontstaat. Deze stroom is het resultaat van een chemische reactie omgezet in elektrische energie, die kan worden gebruikt om te voorzien in de energiebehoeften van verschillende elektronische apparaten.

4. Batterijverbruik:
Na verloop van tijd en chemische reacties die doorgaan, wordt het actieve materiaal in een alkalische batterij geleidelijk geconsumeerd, waardoor de lading van de batterij geleidelijk afneemt. In het bijzonder wordt zinkmetaal geleidelijk opgelost en omgezet in zinkionen op de anode, terwijl mangaandioxide geleidelijk op de kathode wordt verminderd. Dit resulteert in een afname van de levensduur van de batterij, en uiteindelijk verliest de batterij zijn effectiviteit en moet ze worden vervangen. Daarom hangt de levensduur van een batterij af van de snelheid en efficiëntie van zijn interne chemische reacties, evenals de impact van gebruiksomstandigheden.