باتری قلیایی

باتری قلیایی با هیدروکسید پتاسیم چیست و چگونه کار می کند؟

باتری قلیایی به معنای واقعی کلمه به بخشی اساسی در زندگی ما تبدیل شده اند.

آنها در همه چیز از سمعک گرفته تا کنترل از راه دور، اسباب بازی ها و دسته های بازی های ویدئویی استفاده می شوند. در حقیقت، این صنعت از بدو تأسیس در دهه 50 به یک صنعت چند میلیارد دلاری تبدیل شده است. پیش بینی می شود بازار باتری های قلیایی تا سال 2022 به ارزش 8 میلیارد یورو رشد کند.

با این حال، نمی توان کتمان کرد که همیشه وضع باتری های قلیایی اینگونه نبوده است.

یکی از اولین باتری هایی که در این صنعت تولید و مورد استفاده قرار می گرفت، باتری سربی بود، که در سال 1859 اختراع شد، اما هنوز هم فناوری اصلی باتری های قابل شارژ اتومبیل است.

باتری قلیایی برای اولین بار در سال 1959 در این صنعت معرفی شده است.

این باتری به مرور زمان به دلیل هزینه مناسب و کارآیی بالا بسیار محبوب گردید.

باتری قلیایی چگونه کار می کنند؟

این باتری ها در واقع دارای یک واکنش شیمیایی درون خود هستند.

هر سلول این باتری تشکیل شده است از:

  • یک آند
  • یک کاتد
  • یک ماده الکترولیت

الکترولیت کمک می کند که انتقال الکترون ها تسهیل گردد.

در باتری قلیایی استاندارد، کاتد از دی اکسید منگنز ساخته شده است، که لایه ای را در قسمت داخلی باتری تشکیل می دهد.

آند متشکل از پودر روی است که در یک محلول الکترولیت پراکنده شده است.

همچنین محلول استاندارد الکترولیت برای این باتری ها، هیدروکسید پتاسیم است.

باتری قلیایی

سایر اجزای باتری عبارتند از:

  • جداکننده برای نگه داشتن آند و کاتد که به صورت الکتریکی از هم جدا شده اند
  • جمع کننده جریان برای گرفتن الکترون ها

هنگامی که یک باتری قلیایی به مدار وصل می شود، واکنش شیمیایی صورت می گیرد.

برای کاهش یون های هیدروکسیل، یک واکنش کاهش در کاتد اتفاق می افتد.

در عین حال، با استفاده از یون های هیدروکسیل که در طی آن الکترون ها آزاد می شوند، آند روی اکسیده می شود.

این الکترون ها باعث انتقال انرژی به دستگاه های الکتریکی می شوند.

هنگامی که منابع لازم برای تکمیل واکنش شیمیایی کاهش یابد، یک باتری قلیایی مسطح می شود.

اولین ماده شیمیایی که از بین می رود دی اکسید منیزیم است، به این معنی که دیگر نمی توان یون های هیدروکسیل تشکیل داد و دیگر الکترون آزاد نمی شود.

عوامل مؤثر بر عملکرد باتریهای قلیایی:

توجه به این نکته ضروری است که ولتاژ باتری در طول عمر آن کاهش می یابد.

با کاهش ولتاژ مشکلی پیش نخواهد آمد، زیرا دستگاه های الکتریکی می توانند به طور عادی در بازه 0.9 تا 1.5 ولت کار کنند.

تولید کنندگان باتری عملکرد باتری های قلیایی و عواملی که بر عملکرد آنها تأثیر می گذارد را به شرح زیر توصیف می کنند:

  • هرچه دما سردتر باشد، اینگونه باتری ها کارایی کمتری دارد. دمای سرد حرکت یون ها را مهار می کند. کند شدن فعالیت شیمیایی ولتاژ باتری را کاهش می دهد در حالی که جریان ثابت است.
  • یکی دیگر از عوامل مؤثر بر عمر باتری قلیایی، میزان جریان بوده، که هرچه بار باتری بیشتر باشد، مواد شیمیایی سریعتر کاهش یافته و باتری مسطح خواهد شد.

باتری قلیایی

مزایای باتری های قلیایی هیدروکسید پتاسیم:

قبل از اختراع باتری های قلیایی، رایج ترین نوع باتری مورد استفاده باتری کربن روی بود، اما عملکرد باتری های قلیایی بسیار فراتر از فناوری قبلی می باشد.

شدت انرژی این باتری ها دو برابر است و بین چهار تا نه برابر بیشتر طول عمر دارد.

باتری های قلیایی همچنین از  چرخه ماندگاری بسیار خوبی برخوردار هستند.

معمولاً این باتری ها تا ده سال بدون اینکه یک خرابی قابل توجه در عملکرد داشته باشند، کار می کنند.

باتری های قابل شارژ مانند باتری های هیدروژن نیکل فلز و باتری های لیتیوم یونی به دلیل کاهش ضایعات در شارژ مجدد محبوبیت زیادی پیدا کرده اند. باتری های لیتیوم یونی باتری هایی با کارایی بالا هستند که قادر به ارائه ظرفیت قابل توجهی بالاتر از باتری های قلیایی هستند. البته باتری های لیتیوم یونی ارزان قیمت هستند و همین امر باعث می شود تا در بسیاری از وسیله ها استفاده های الکترونیکی از باتری های قلیایی کمتر مورد استفاده قرار گیرد.

باتری های قلیایی بازیافت و ضایعات را هدر می دهند:

باتری های قلیایی هیدروکسید پتاسیم برای محیط زیست مضر نیست.

آنها حاوی مواد شیمیایی سمی مانند جیوه نیستند که در دسته مواد کنترل شده قرار دارند.

به همین ترتیب، آنها می توانند به عنوان پسماندهای غیر خطرناک دفع شوند.

با این حال، همیشه بهتر است مواد بازیافت شود تا ارسال آن ها به محل های دفن زباله و جایی که به تدریج تجزیه می شوند، آسان تر باشد. توجه داشته باشید که هر باتری قلیایی حاوی مقادیر کمی روی، منگنز و فولاد است که در صورت بازیابی، هر یک از آن ها قابل استفاده مجدد می باشند.

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

اسکرول به بالا