Bateria auto

Combinația de substanțe chimice și alcătuirea bornelor dintr-o baterie determină tem a acesteia. Bateria cu plumb și acid folosită în mașini și alte vehicule este una dintre cele mai comune combinații de substanțe chimice. Figura 10.4 prezintă o singură celulă (una din șase) a acestei baterii. Terminalul catod (pozitiv) al celulei este conectat la o placă de oxid de plumb, în timp ce terminalul anod (negativ) este conectat la o placă de plumb. Ambele plăci sunt scufundate în acid sulfuric, electrolitul pentru sistem.

Figura 10.4 Reacțiile chimice într-o celulă de plumb-acid separă sarcinile, trimițând sarcină negativă către anod, care este conectat la plăcile de plumb. Plăcile de oxid de plumb sunt conectate la borna pozitivă sau catodică a celulei. Acidul sulfuric conduce sarcina, și participă și la reacția chimică.

Știind puțin despre modul în care interacționează substanțele chimice dintr-o baterie plumb-acid ajută la înțelegerea potențialului creat de baterie. Figura 10.5 prezintă rezultatul unei singure reacții chimice. Doi electroni sunt plasați pe anod, făcându-l negativ, cu condiția ca la catod să se furnizeze doi electroni. Acest lucru lasă catodul încărcat pozitiv, deoarece a pierdut doi electroni. Pe scurt, o separare a sarcinii a fost determinată de o reacție chimică.

Rețineți că reacția nu are loc decât dacă există un circuit complet care să permită furnizarea a doi electroni la catod. În multe circumstanțe, acești electroni provin din anod, curg printr-o rezistență și revin la catod. De asemenea, rețineți că, deoarece reacțiile chimice implică substanțe cu rezistență, nu este posibil să se creeze tem fără o rezistență internă.

Figura 10.5 Într-o baterie cu plumb-acid, doi electroni sunt forțați pe anodul unei celule și doi electroni sunt îndepărtați din catodul celulei. Reacția chimică dintr-o baterie plumb-acid plasează doi electroni pe anod și îndepărtează doi din catod. Este nevoie de un circuit închis pentru a continua, deoarece cei doi electroni trebuie să fie furnizați catodului.

Probabil că sunteți familiarizat cu multe alte tipuri de baterii, cum ar fi bateriile litiu-ion găsite în multe dispozitive. Acestea funcționează în același mod general ca și bateriile plumb-acid, dar utilizează substanțe chimice diferite. Compușii specifici variază semnificativ, iar cercetătorii și companiile inovează continuu în funcție de cerințele fiecărui dispozitiv. În multe cazuri, anodul este compus din grafit, materiale pe bază de siliciu sau litiu metalic. Catodul este adesea compus din compus de oxid de litiu, care poate conține și mangan, cobalt sau alte materiale. Iar electrolitul este de obicei un tip de sare de litiu.