Как щелочные батареи генерируют электричество?

1. Окислительно -восстановительная реакция:
В щелочные батареи , основным процессом выработки электроэнергии является окислительно -восстановительная реакция. Эта реакция включает в себя окисление цинка (Zn) до ионов цинка (Zn²⁺) и одновременного восстановления диоксида марганца (Mno₂) до оксида марганца (MNO (OH)). Этот процесс происходит в аноде и катоде внутри батареи, причем цинк является анодом, а диоксид марганца - катод. Когда батарея подключается к схеме, электроны текут из анода (цинк) к катоду (диоксид марганца), создавая электрический ток через внешнюю цепь. Эта химическая реакция является основным фактором производства электроэнергии, а результирующий электрический ток является источником энергии, используемой для питания электронных устройств.

2. Ионная проводимость в электролите:
В щелочных батареях электролит играет жизненно важную роль, поскольку он позволяет ионам свободно перемещаться в батареи, сохраняя тем самым электрический нейтралитет и облегчая поток электроэнергии. Щелочный электролит обычно представляет собой гидроксид калия (KOH), который содержит ионы гидроксида (OH⁻) и ионы цинка (Zn²⁺). Эти ионы свободно перемещаются в электролите от одного полюса к другому, когда химическая реакция продолжается, обеспечивая баланс зарядов в аккумуляторе и способствуя генерации электрического тока.

3. Текущее поколение:
Когда щелочная батарея подключена к внешней цепи, начинается химическая реакция, создавая электрический ток. В аноде (цинк) цинк окисляется в ионы цинка, а электроны высвобождаются. В то же время, в катоде (диоксид марганца) диоксид марганца уменьшается, а электроны поглощаются. Эти электроны текут из анода к катоду через внешнюю цепь, создавая электрический ток. Этот ток является результатом химической реакции, превращенной в электрическую энергию, которая может использоваться для удовлетворения потребностей в энергии различных электронных устройств.

4. Потребление батареи:
Со временем и химическими реакциями, активным материалом в щелочной аккумуляторе постепенно потребляется, в результате чего заряд батареи постепенно уменьшается. В частности, цинк металл постепенно растворяется и преобразуется в ионы цинка на аноде, в то время как диоксид марганца постепенно уменьшается на катоде. Это приводит к снижению срока службы батареи, и в конечном итоге аккумулятор теряет свою эффективность и необходимо заменить. Следовательно, срок службы батареи зависит от скорости и эффективности его внутренних химических реакций, а также от воздействия условий использования.