Àwọn Ìhùwàsí Kẹ́míkà Tí Ó Máa Ń Ṣẹlẹ̀ Nínú Àwọn Bátìrì
Àwọn bátìrì ti di ọ̀kan lára àwọn ìṣẹ̀dá tuntun tó ṣe pàtàkì jùlọ nínú ìtàn ènìyàn, wọ́n ń fún àwọn ẹ̀rọ lágbára láti àwọn aago títí dé àwọn ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ oníná mànàmáná. Kókó pàtàkì sí iṣẹ́ bátìrì ni àwọn ìṣẹ̀dá kẹ́míkà tó ń ṣẹlẹ̀ nínú rẹ̀. Àpilẹ̀kọ yìí yóò jíròrò àwọn ìṣẹ̀dá kẹ́míkà tó ń fa ìṣiṣẹ́ onírúurú bátìrì.
Ìtàn Kúkúrú nípa Àwọn Bátìrì
Alessandro Volta ló ṣe àgbékalẹ̀ bátìrì àkọ́kọ́ ní ọdún 1800. Ó ṣẹ̀dá "Voltaic Pile," èyí tí ó lo àkójọ àwọn àwo bàbà àti sinkì tí a fi aṣọ tí a fi omi iyọ̀ bò yà sọ́tọ̀. Ìhùmọ̀ yìí ṣí ọ̀nà sílẹ̀ fún ìdàgbàsókè àwọn bátìrì tí ó gbéṣẹ́ jù àti tí a lè gbé kiri.
Awọn Ilana Ipilẹ ti Awọn Batiri
Ìlànà ìpìlẹ̀ gbogbo àwọn bátìrì ni láti mú iná mànàmáná jáde nípasẹ̀ ìṣesí kẹ́míkà. Bátìrì kọ̀ọ̀kan ní àwọn èròjà pàtàkì mẹ́ta: anode, kathode, àti electrolyte.
– Anode ni elekitirodu odi ti o tu awon elekitironi silẹ nigba isejade elekitirokemika.
– Katode ni elekitirodu rere ti o gba elekitironi.
– Elekitiroti jẹ́ ohun èlò kan tí ó ń gba àwọn ion láàyè láti rìn láàárín anode àti kathode, èyí tí ó ń mú kí àwọn ìṣesí kẹ́míkà rọrùn.
Àwọn ìṣesí tí ó bá ṣẹlẹ̀ nínú bátírì ni a ń pè ní redox (reduction-oxidation). Ní anode, ìṣesí oxidation kan máa ń wáyé, nígbà tí ó bá wà ní cathode, ìṣesí ìdínkù kan máa ń wáyé.
Batiri Alkaline
Àwọn bátírì alkaline jẹ́ ọ̀kan lára àwọn bátírì tí a sábà máa ń lò jùlọ. Wọ́n sábà máa ń lò wọ́n nínú àwọn ẹ̀rọ tí agbára wọn kò pọ̀ bíi àwọn remote TV àti fìtílà.
Ẹya ara ẹrọ
– Anode: Sinkii (Zn)
– Katode: Manganese dioxide (MnO₂)
– Electrolyte: Potasiomu hydroxide (KOH)
Iṣesi Kemikali
Nínú bátìrì alkaline kan, ìṣesí tí ó máa ń wáyé ni:
– Anode (Ìdènà ìdènà):
Zn (s) + 2 OH⁻ (aq) → Zn(OH)₂ (s) + 2 e⁻
– Katode (Idinku):
MnO₂ 2 + H₂O2 2 (l) + 2 e⁻ → MnO2(OH)2 + 2 OH⁻ (aq)
Àpapọ̀ ìṣesí tí a ṣe ni:
Zn(s) + MnO₂(s) 2 → ZnO(s) + Mn₂O₃(s)
Nígbà ìṣiṣẹ́ yìí, a máa ń fi zinc ní anode ṣe oxidized láti mú zinc oxide (ZnO) jáde, nígbà tí manganese dioxide ní cathode náà ń dínkù sí Mn₂O₃.
Batiri Asidi Lead
Àwọn bátírì Lead-acid ni a mọ̀ jùlọ sí irú bátírì tí a ń lò nínú ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ gẹ́gẹ́ bí orísun agbára ìbẹ̀rẹ̀. Àwọn bátírì wọ̀nyí tún wà nínú àwọn ètò ìpamọ́ agbára nínú UPS (Uninterruptible Power Supplies).
Ẹya ara ẹrọ
– Anode: Lead (Pb)
– Katode: Lead dioxide (PbO₂)
– Electrolyte: Súlúfúrìkì Sọ́fúrìkì (H₂SO₄)
Iṣesi Kemikali
Nínú bátìrì àsídì asídì, ìṣesí tí ó máa ń wáyé ni:
– Anode (Ìdènà ìdènà):
Àwọn Pb(s) + SO₄²⁻ (aq) → PbSO₄(s) + 2 e⁻
– Katode (Idinku):
PbO₂ (s) + SO₄²⁻ (aq) + 4 H⁺ (aq) + 2 e⁻ → PbSO₄ (s) + 2 H₂O (s) (l)
Àpapọ̀ ìṣesí tí a ṣe ni:
Pb(s) + PbO₂(s) + 2 H₂SO₄ (aq) → 2 PbSO₄(s) + 2 H₂O (s) (l)
Àsíìdì Sọ́fúríkì ń ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí elektrolyt, ó ń mú kí àwọn ion láàrín anode àti katódì rọrùn. Nígbà tí bátírì bá ti gba agbára, ìṣesí yìí yóò yí padà, yóò sì dá Pb àti PbO₂ padà sí àwọn elektrolodì wọn.
Litiumu-Ion Batiri
Batiri Lithium-ion jẹ́ ọ̀kan lára àwọn bátiri òde òní tó gbajúmọ̀ jùlọ, tí a ń lò nínú àwọn ẹ̀rọ itanna tó ṣeé gbé kiri bíi fóònù alágbèéká, kọ̀ǹpútà alágbèéká, àti ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ oníná.
Ẹya ara ẹrọ
– Anode: Grafiti tí a so pọ̀ mọ́ àwọn ion lithium (LiC₆)
– Katode: Àwọn ohun èlò líle bíi lithium cobalt oxide (LiCoO₂), lithium manganese oxide (LiMn₂O₄), tàbí lithium iron phosphate (LiFePO₄)
– Electrolyte: Àdàpọ̀ omi ti àwọn polima tí ó ní iyọ̀ litiumu.
Iṣesi Kemikali
Nínú àwọn bátírì lithium-ion, àwọn ìṣesí tí ó máa ń ṣẹlẹ̀ ni:
– Anode (Ìtúsílẹ̀):
LiC₆ → C₆ + Li⁺ + e⁻
– Katode (Ìtújáde):
LiCoO₂ + Li⁺ + e⁻ → LiCoO₂
Àpapọ̀ ìṣesí tí ó máa ń wáyé nígbà tí a bá ń yọ ìtújáde náà ni:
C₆Li + LiCoO₂ → C₆ + CoO₂ + Li₂O
Ìyípadà náà máa ń ṣẹlẹ̀ nígbà tí bátìrì bá ti gba agbára. Nígbà tí a bá ń gba agbára, àwọn ion lithium máa ń padà sí anode graphite láti inú cathode.
Bátìrì Nickel-Cadmium (NiCd)
A ti lo awọn batiri Nickel-Cadmium fun awọn ohun elo ti o nilo awọn iyipo gbigba agbara ati itusilẹ nigbagbogbo, gẹgẹbi awọn irinṣẹ agbara ati awọn ẹrọ iṣoogun.
Ẹya ara ẹrọ
– Anode: Cadmium (Cd)
– Katode: Nickel oxide hydroxide (NiO(OH))
– Electrolyte: Potasiomu hydroxide (KOH)
Iṣesi Kemikali
Nínú bátìrì Nickel-Cadmium, ìṣesí tí ó máa ń wáyé ni:
– Anode (Ìdènà ìdènà):
Àwọn Cd (s) + 2 OH⁻ (aq) → Cd(OH)₂ (s) + 2 e⁻
– Katode (Idinku):
2 NiO(OH) (s) + 2 H₂O (l) + 2 e⁻ → 2 Ni(OH)₂ (s) + 2 OH⁻ (aq)
Àpapọ̀ ìṣesí tí a ṣe ni:
Cd (s) + 2 NiO(OH) (s) + 2 H₂O (l) → Cd(OH)₂ (s) + 2 Ni(OH)₂ (s)
Nínú ìṣesí yìí, a máa ń sọ cadmium ní anode di cadmium hydroxide, nígbàtí nickel oxide hydroxide ní cathode di nickel hydroxide.
Ipari
Àwọn bátìrì kó ipa pàtàkì nínú ìgbésí ayé wa òde òní, àti òye àwọn ìṣesí kẹ́míkà tó ń ṣẹlẹ̀ nínú wọn jẹ́ pàtàkì sí ìdàgbàsókè àwọn ìmọ̀ ẹ̀rọ tó gbéṣẹ́ jù. Yálà bátìrì alkaline lásán ni tàbí bátìrì lithium-ion tó ti lọ́jú, gbogbo bátìrì gbára lé ìlànà pàtàkì ti ìṣesí redox láti mú iná mànàmáná jáde. Pẹ̀lú ìlọsíwájú nínú ìwádìí àti ìṣẹ̀dá tuntun nínú ìmọ̀ ẹ̀rọ, a lè retí pé àwọn bátìrì ọjọ́ iwájú yóò di èyí tó gbéṣẹ́ jù, tó pẹ́, àti tó dára fún àyíká.
Nípa lílóye àwọn ìpìlẹ̀ kẹ́míkà tó wà lẹ́yìn àwọn bátìrì wọ̀nyí, a lè mọrírì ìmọ̀ ẹ̀rọ tó ń fúnni ní agbára lórí ọ̀pọ̀lọpọ̀ apá ìgbésí ayé wa lójoojúmọ́.
