Kluczowa różnica – działanie lokalne kontra polaryzacja
Pojęcia działanie lokalne i polaryzacja są używane do nazwania dwóch rodzajów defektów baterii. Można je znaleźć w prostych bateriach elektrycznych. Wady te zmniejszają praktyczną wartość i wydajność tych ogniw (lub baterii). Lokalne działanie baterii to wewnętrzna utrata baterii spowodowana lokalnymi prądami przepływającymi między różnymi częściami płytki. Te lokalne prądy powstają w wyniku reakcji chemicznych. Polaryzacja to zakończenie reakcji ogniwa w akumulatorze z powodu gromadzenia się gazowego wodoru wokół elektrody dodatniej. Kluczowa różnica między działaniem lokalnym a polaryzacją polega na tym, że działanie lokalne można zminimalizować za pomocą czystego cynku, podczas gdy polaryzację można zminimalizować za pomocą depolaryzatora, takiego jak tlenek manganu
Co to jest działanie lokalne?
Lokalne działanie baterii polega na jej degradacji z powodu prądów płynących od i do tej samej elektrody. Bateria zawiera jedno lub więcej ogniw elektrochemicznych. Te ogniwa elektrochemiczne mają zewnętrzne połączenia do zasilania urządzeń elektrycznych. W akumulatorze są dwa zaciski; biegun dodatni lub katoda i biegun ujemny lub anoda. Baterie przekształcają energię chemiczną w energię elektryczną.
Wewnątrz baterii znajdują się elektrody i elektrolity. Elektrolit zawiera aniony i kationy, które są niezbędne do utrzymania ciągłego przepływu prądu wewnątrz akumulatora. Reakcje redoks zachodzą, gdy elektrolit dostarcza elektrony do wytworzenia prądu. Czasami jednak wewnątrz baterii mogą wystąpić pewne defekty, takie jak zmniejszenie wydajności i wartości baterii. Jedną z takich wad jest działanie lokalne.
Działanie lokalne polega na rozładowaniu prądu przez baterię, nawet jeśli nie jest ona podłączona do zewnętrznego urządzenia zasilającego ze względu na obecne zanieczyszczenia. Zanieczyszczenia te mogą tworzyć różnice potencjałów między niektórymi częściami elektrody. Jest to rodzaj samorozładowania.
Na przykład, gdy używana jest elektroda cynkowa, mogą być osadzone zanieczyszczenia, takie jak żelazo i ołów. Zanieczyszczenia te mogą działać jako elektroda dodatnia w porównaniu z elektrodą cynkową, a cynk działa jako elektroda ujemna. Następnie, gdy ogniwo nie jest używane, prądy elektryczne przepływają przez te elektrody, ostatecznie powodując pogorszenie stanu ogniwa.
Rysunek 01: Bateria
Działanie lokalne można zminimalizować, stosując elektrodę z czystego cynku, która nie zawiera osadzonych zanieczyszczeń. Ale to bardzo droga opcja. Dlatego stosuje się tańszą opcję, w której cynk jest stopiony z rtęcią w celu wytworzenia amalgamatu cynkowego. Proces ten nazywa się amalgamacją.
Co to jest polaryzacja?
Polaryzacja to defekt, który występuje w prostych ogniwach elektrycznych z powodu nagromadzenia gazowego wodoru wokół elektrody dodatniej. W prostych komórkach wodór powstaje w wyniku reakcji chemicznych zachodzących wewnątrz komórki. Gdy ten gazowy wodór jest gromadzony wokół elektrody dodatniej, w końcu powoduje izolację elektrody dodatniej od roztworu elektrolitycznego. Ten proces jest znany jako polaryzacja.
Polaryzacja baterii zmniejsza praktyczną wartość i wydajność ogniwa. Dlatego jest uważany za defekt komórki. Aby zminimalizować polaryzację, można zastosować depolaryzator, ponieważ może on reagować z gazowym wodorem wytwarzanym w ogniwie. Powszechnym depolaryzatorem jest tlenek manganu. Reaguje z gazowym wodorem wytwarzając wodę jako produkt uboczny.
Jaka jest różnica między działaniem lokalnym a polaryzacją?
Działanie lokalne a polaryzacja |
|
| Lokalne działanie baterii polega na jej degradacji z powodu prądów płynących od i do tej samej elektrody. | Polaryzacja to defekt, który występuje w prostych ogniwach elektrycznych z powodu nagromadzenia gazowego wodoru wokół elektrody dodatniej. |
| Proces | |
| W działaniu lokalnym zanieczyszczenia osadzone w elektrodzie cynkowej mogą działać jako elektrody dodatnie i wytwarzać prąd elektryczny między cynkiem a elektrodą dodatnią. | Gazowy wodór wytwarzany w reakcjach chemicznych wewnątrz akumulatora może gromadzić się wokół elektrod i powodować izolację. |
| Przyczyna | |
| Powodowane przez zanieczyszczenia w elektrodach, takie jak żelazo i ołów. | Spowodowany przez gazowy wodór wytwarzany w reakcjach chemicznych. |
| Minimalizacja | |
| Można zminimalizować za pomocą czystego cynku. | Można zminimalizować za pomocą depolaryzatora, takiego jak tlenek manganu. |
Podsumowanie – Lokalne działanie kontra polaryzacja
Lokalne działanie i polaryzacja to dwa rodzaje defektów omówione przy bateriach. Kluczowa różnica między działaniem lokalnym a polaryzacją polega na tym, że działanie lokalne można zminimalizować za pomocą czystego cynku, podczas gdy polaryzację można zminimalizować za pomocą depolaryzatora, takiego jak tlenek manganu
