Fihetseham-po simika mitranga ao anaty bateria
Ny bateria dia lasa iray amin'ireo zava-baovao manan-danja indrindra teo amin'ny tantaran'ny olombelona, izay mampandeha fitaovana maro manomboka amin'ny famantaranandro ka hatramin'ny fiara elektrika. Ny fanalahidin'ny fiasan'ny bateria dia ny fihetsika simika mitranga ao anatiny. Ity lahatsoratra ity dia hiresaka momba ny fihetsika simika izay fototry ny fiasan'ny karazana bateria isan-karazany.
Tantara fohy momba ny bateria
Noforonin'i Alessandro Volta tamin'ny taona 1800 ny bateria voalohany. Izy no namorona ny "Voltaic Pile", izay nampiasa takelaka varahina sy zinc maromaro nosarahin'ny lamba nalona tao anaty ranoka sira. Io famoronana io no nanokatra ny lalana ho amin'ny fampivoarana bateria mahomby kokoa sy azo entina.
Fitsipika fototra momba ny bateria
Ny foto-kevitry ny bateria rehetra dia ny famokarana herinaratra amin'ny alalan'ny fihetsika simika. Ny bateria tsirairay dia misy singa telo lehibe: anoda, katôda, ary elektrolita.
– Ny anode dia ilay elektroda ratsy izay mamoaka elektrôna mandritra ny fihetsika elektrokimia.
- Ny katôda no elektrôda tsara izay mandray elektrôna.
– Ny elektrolita dia fitaovana iray ahafahan'ny iôna mihetsika eo anelanelan'ny anoda sy ny katôda, ka manamora ny fihetsika simika.
Ny fihetsika mitranga ao anaty bateria dia antsoina hoe fihetsika redox (fampihenana-oksidana). Eo amin'ny anode no misy ny fihetsika oksidana, raha eo amin'ny katôde kosa no misy ny fihetsika fampihenana.
Batterie Alkalina
Ny bateria alkaline dia iray amin'ireo karazana bateria ampiasaina matetika indrindra. Matetika izy ireo no ampiasaina amin'ny fitaovana tsy dia mahery vaika toy ny fanaraha-maso lavitra amin'ny fahitalavitra sy ny jiro.
singa fototra
– Anoda: Zinc (Zn)
– Katôda: Dioksida manganese (MnO₂)
– Elektrolita: Potasioma hidroksida (KOH)
Fihetseham-po simika
Ao amin'ny bateria alkaline, ny fihetsika mitranga dia:
– Anoda (Oksidasiona):
Zn(s) + 2 OH⁻ (aq) → Zn(OH)₂ (s) + 2 e⁻
– Katôda (Fampihenana):
2 MnO₂ (s) + 2 H₂O (l) + 2 e⁻ → 2 MnO(OH) (s) + 2 OH⁻ (aq)
Ny totalin'ny fihetsika vokarina dia:
Zn(s) + 2 MnO₂(s) → ZnO(s) + Mn₂O₃(s)
Mandritra ity fihetsehana ity, ny zinc ao amin'ny anode dia oksidaina mba hamokatra zinc oxide (ZnO), raha ny manganese dioxide kosa ao amin'ny cathode dia mihena ho Mn₂O₃.
Batterie asidra firaka
Ny bateria asidra firaka no tena fantatra amin'ny anarana hoe karazana bateria ampiasaina amin'ny fiara ho loharanon-kery. Ireo bateria ireo dia matetika hita ao amin'ny rafitra fitahirizana angovo ao amin'ny UPS (Uninterruptible Power Supplies).
singa fototra
– Anoda: Firaka (Pb)
– Katôda: Dioksidan'ny firaka (PbO₂)
– Elektrolita: Asidra solifara (H₂SO₄)
Fihetseham-po simika
Ao amin'ny bateria asidra firaka, ny fihetsika mitranga dia:
– Anoda (Oksidasiona):
Pb(s) + SO₄²⁻ (aq) → PbSO₄(s) + 2 e⁻
– Katôda (Fampihenana):
PbO₂ (s) + SO₄²⁻ (aq) + 4 H⁺ (aq) + 2 e⁻ → PbSO₄ (s) + 2 H₂O (l)
Ny totalin'ny fihetsika vokarina dia:
Pb(s) + PbO₂ (s) + 2 H₂SO₄ (aq) → 2 PbSO₄ (s) + 2 H₂O (l)
Miasa toy ny elektrolita ny asidra solifara, manamora ny famindrana iôna eo amin'ny anoda sy ny katôda. Rehefa fenoina ny bateria dia mivadika io fihetsika io, ka mamerina ny Pb sy PbO₂ any amin'ny elektrodany avy.
Battery Lithium-Ion
Ny bateria lithium-ion dia iray amin'ireo karazana bateria maoderina malaza indrindra, ampiasaina amin'ny fitaovana elektronika azo entina toy ny finday, solosaina finday ary fiara elektrika.
singa fototra
– Anoda: Grafita mifangaro amin'ny iôna litiôma (LiC₆)
– Katôda: Zavatra mivaingana misy sosona toy ny oksidan'ny litiôma kobalta (LiCoO₂), oksidan'ny litiôma manganese (LiMn₂O₄), na fosfata vy litiôma (LiFePO₄)
– Elektrolita: Fifangaroan-javatra misy pôlimera misy sira litiôma.
Fihetseham-po simika
Ao amin'ny bateria lithium-ion, ireto ny fihetsika mitranga:
– Anoda (Famoahana):
LiC₆ → C₆ + Li⁺ + e⁻
– Katôda (Famoahana):
LiCoO₂ + Li⁺ + e⁻ → LiCoO₂
Ny fihetsika manontolo vokarina mandritra ny famoahana dia:
C₆Li + LiCoO₂ → C₆ + CoO₂ + Li₂O
Mitranga ny fihetsika mifamadika amin'izany rehefa averina ampiasaina ny bateria. Mandritra ny famandrihana, miverina any amin'ny anode grafita avy amin'ny katôda ireo iôna litium.
Batterie Nickel-Cadmium (NiCd)
Efa ela ny bateria nikela-kadmium no nampiasaina tamin'ny fampiharana izay mitaky tsingerin'ny famenoana sy famoahana matetika, toy ny fitaovana elektrika sy fitaovana ara-pitsaboana.
singa fototra
– Anoda: Kadmium (Cd)
– Katôda: Hidrôksida oksida nikela (NiO(OH))
– Elektrolita: Potasioma hidroksida (KOH)
Fihetseham-po simika
Ao amin'ny bateria Nickel-Cadmium, ny fihetsika mitranga dia toy izao:
– Anoda (Oksidasiona):
Cd(s) + 2 OH⁻ (aq) → Cd(OH)₂ (s) + 2 e⁻
– Katôda (Fampihenana):
2 NiO(OH)(s) + 2 H₂O(l) + 2 e⁻ → 2 Ni(OH)₂(s) + 2 OH⁻(aq)
Ny totalin'ny fihetsika vokarina dia:
Cd (s) + 2 NiO(OH) (s) + 2 H₂O (l) → Cd(OH)₂ (s) + 2 Ni(OH)₂ (s)
Amin'ity fihetsika ity, ny cadmium eo amin'ny anode dia oksidaina ho cadmium hydroxide, raha ny nickel oxide hydroxide kosa eo amin'ny cathode dia mihena ho nickel hydroxide.
Famaranana
Mitana anjara toerana lehibe eo amin'ny fiainantsika maoderina ny bateria, ary ny fahatakarana ny fihetsika simika mitranga ao anatin'izy ireo dia zava-dehibe amin'ny fampivoarana teknolojia mahomby kokoa. Na bateria alkaline tsotra na bateria lithium-ion saro-takarina, ny bateria rehetra dia miankina amin'ny foto-kevitra fototry ny fihetsika redox mba hamokarana herinaratra. Miaraka amin'ny fandrosoana eo amin'ny fikarohana sy ny fanavaozana ara-teknolojia, dia afaka manantena isika fa ho lasa mahomby kokoa, maharitra kokoa ary sariaka amin'ny tontolo iainana ny bateria amin'ny ho avy.
Amin'ny fahatakarana ny fototry ny simika ao ambadiky ny bateria dia afaka mankasitraka bebe kokoa ny teknolojia izay mampandeha lafiny maro amin'ny fiainantsika andavanandro isika.
