hoe batterijen werken
er gebeurt veel in een batterij wanneer u deze in uw zaklamp, afstandsbediening of ander draadloos apparaat plaatst. Hoewel de processen waarmee ze elektriciteit produceren enigszins verschillen van batterij tot batterij, blijft het basisidee hetzelfde.
wanneer een belasting het circuit tussen de twee aansluitingen voltooit, produceert de batterij elektriciteit door een reeks elektromagnetische reacties tussen de anode, kathode en elektrolyt. De anode ervaart een oxidatiereactie waarbij twee of meer ionen (elektrisch geladen atomen of moleculen) uit de elektrolyt met de anode combineren, een verbinding produceren en één of meer elektronen vrijgeven. Tegelijkertijd gaat de kathode door een reductiereactie waarbij de kathodesubstantie, ionen en vrije elektronen ook samengaan om samenstellingen te vormen. Hoewel deze actie ingewikkeld klinkt, is het eigenlijk heel eenvoudig: de reactie in de anode creëert elektronen, en de reactie in de kathode absorbeert ze. Het netto product is elektriciteit. De batterij zal elektriciteit blijven produceren totdat een of beide elektroden zonder de stof zitten die nodig is voor de reacties.
advertentie
moderne batterijen gebruiken een verscheidenheid aan chemische stoffen om hun reacties aan te drijven. Veel voorkomende chemische batterijen zijn:
- zink-koolstofbatterij: de zink-koolstofchemie komt vaak voor in veel goedkope AAA -, AA -, C-en D-droge-celbatterijen. De anode is zink, de kathode is mangaandioxide en de elektrolyt is ammoniumchloride of zinkchloride.
- Alkalinebatterij: Deze chemie is ook gebruikelijk in AA, C en D droge celbatterijen. De kathode bestaat uit een mangaandioxidemengsel, terwijl de anode een zinkpoeder is. Het ontleent zijn naam aan de kaliumhydroxide elektrolyt, een alkalische stof.
- Lithium-ion batterij (oplaadbaar): Lithiumchemie wordt vaak gebruikt in apparaten met hoge prestaties, zoals mobiele telefoons, digitale camera ’s en zelfs elektrische auto’ s. Een verscheidenheid van stoffen worden gebruikt in lithiumbatterijen, maar een gemeenschappelijke combinatie is een lithium kobaltoxide kathode en een koolstofanode.
- loodzuurbatterij (oplaadbaar): dit is de chemie die wordt gebruikt in een typische autobatterij. De elektroden zijn meestal gemaakt van looddioxide en metaallood, terwijl de elektrolyt een zwavelzuuroplossing is.
de beste manier om deze reacties te begrijpen is ze zelf te zien. Ga naar de volgende pagina voor een aantal hands-on batterij experimenten.