Jak alkaliczne akumulatory wytwarzają energię elektryczną?

1. Reakcja redoks:
W Baterie alkaliczne , Głównym procesem wytwarzania energii elektrycznej jest reakcja redoks. Ta reakcja obejmuje utlenianie cynku (Zn) do jonów cynku (Zn²⁺) i jednoczesne zmniejszenie dwutlenku manganu (MnO₂) do tlenku manganu (MNO (OH)). Proces ten występuje w anodzie i katodzie w baterii, a cynk to anoda, a dwutlenek manganu to katoda. Gdy akumulator jest podłączony do obwodu, elektrony przepływają z anody (cynku) do katody (dwutlenek manganu), tworząc prąd elektryczny przez obwód zewnętrzny. Ta reakcja chemiczna jest głównym motorem wytwarzania energii elektrycznej, a powstały prąd elektryczny jest źródłem energii używanej do zasilania urządzeń elektronicznych.

2. Przewodnictwo jonowe w elektrolicie:
W akumulatorach alkalicznych elektrolit odgrywa istotną rolę, ponieważ pozwala jonom swobodnie poruszać się w baterii, utrzymując w ten sposób neutralność elektryczną i ułatwiając przepływ energii elektrycznej. Elektrolit alkaliczny to zwykle wodorotlenek potasu (KOH), który zawiera jony wodorotlenkowe (OH⁻) i jony cynku (Zn²⁺). Jony te poruszają się swobodnie w elektrolicie z jednego bieguna do drugiego w miarę postępu reakcji chemicznej, zapewniając równowagę ładunków w akumulatorze i promując wytwarzanie prądu elektrycznego.

3. Obecne pokolenie:
Gdy akumulator alkaliczny jest podłączony do obwodu zewnętrznego, rozpoczyna się reakcja chemiczna, tworząc prąd elektryczny. Na anodzie (cynku) cynk jest utleniony do jonów cynku, a elektrony są uwalniane. W tym samym czasie, na katodzie (dwutlenek manganu) dwutlenek manganu jest zmniejszony, a elektrony są wchłaniane. Te elektrony przepływają z anody do katody przez obwód zewnętrzny, tworząc prąd elektryczny. Ten prąd jest wynikiem reakcji chemicznej przekształconej w energię elektryczną, którą można wykorzystać do zaspokojenia potrzeb energii różnych urządzeń elektronicznych.

4. Zużycie baterii:
Z biegiem czasu i reakcje chemiczne, aktywny materiał w alkalicznej baterii jest stopniowo spożywany, co powoduje stopniowe zmniejszenie ładunku baterii. W szczególności metal cynku jest stopniowo rozpuszczany i przekształcany w jony cynku na anodzie, podczas gdy dwutlenek manganu jest stopniowo zmniejszany na katodzie. Powoduje to zmniejszenie żywotności baterii, a ostatecznie bateria traci swoją skuteczność i należy ją wymienić. Dlatego żywotność serwisowa baterii zależy od szybkości i wydajności jej wewnętrznych reakcji chemicznych, a także od wpływu warunków użytkowania.