في البطارية الجافة تتحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة كيميائية

كتابة: نغم محمود آخر تحديث: 29 يناير 2023 , 13:59

في البطارية الجافة تتحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة كيميائية

نعم في البطارية الجافة تتحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة كيميائية، حيث يُعرف التحليل الكهربائيّ بعملية تحوّل الطاقة الكيميائيَّة إلى طاقة كهربائيَّة، لذا يتم استخدام تلك الخاصية في البطاريات الجافة، إذ تقوم فكرتها على تحويل الطاقة الكهربائيَّة إلى طاقة كيميائيَّة مُخزّنة بشكلٍ مؤقت، لحين الاستخدام تتحوّل تلك الطاقة الكيميائيَّة إلى طاقة كهربائيَّة.

الجدير بالذّكر أنَّ البطاريات الجافة شائعة الاستخدام، وبشكلٍ يومي تمامًا كما نراها في الخلايا المُستخدمة في الساعات، وأجهزة التحكُّم عن بعد مثل ريموت التلفاز وغيرها من الأجهزة المُستخدمة بشكلٍ يومي، ولا يُمكن الاستغناء عنها.[1]

طريقة عمل البطارية الجافة

هل يمكن اعادة شحن البطارية الجافة

لا يمكن ذلك .

من الصعب شحن خلايا البطارية الجافة، إذ تتكوّن البطاريات الجافة عمومًا من خلية كهروكيميائيَّة مكوَّنة من إلكتروليتات ذات رطوبةٍ مُنخفضة تظهر في شكل عجينة، وتلك العجينة الجافة تُسهّل من نقلها وحملها، والسبب في كونها غير قابلة للشحن هي أنَّ الخلايا المكوّنة لها تحوي كمية ثابتة من المواد الكيميائيَّة المتفاعلة، ومع الاستخدام تنتهي تلك المواد ويُصبح التفاعل لا رجعةَ فيه.[2]

من انواع البطاريات الجافة

  • بطاريات أولية.
  • بطاريات ثانوية.

تنقسم أنواع البطاريات الجافة إلى نوعين أساسيّين، وهما البطاريات الجافة الأساسيَّة أو الأولية، والبطاريات الجافة الثانوية، والفرق بينهما هو أنَّ البطاريات الأولية لا يُمكن إعادة شحنها بمجرد انتهاء التفاعلات الكهروكيميائيَّة فيها، على عكس البطارية الجافة الثانوية التي يُمكن إعادة شحنها لتجديد التفاعلات واستخدامها مرة أخرى.

البطاريات الأوليَّة: تنقسم أنواع البطاريات الجافة الأولية إلى “بطارية الزنك والكربون، بطارية الزئبق، البطارية القلويَّة، بطارية أكسيد الفضة”:

بطارية الزنك والكربون: تتكوّن تلك البطارية الجافة من صفيحة معدنيَّة يتواجد فيها عجينة الإلكتروليت ذات الرّطوبة المُنخفضة، مع قطب كهربائي معدنيّ، كما تحوي تلك الصفيحة المعدنيَّة عنصر الزنك لتعمل قاعدته “كأنود”، أي قطب كهربائي سالب.

بينما يعمل الكربون كقطب كهربائي موجب “كاثود”، ويكون مُحاطًا بثاني أكسيد المنجنيز، مع إلكتروليت منخفض الرطوبة على سبيل المثال معجون كلوريد الأمونيوم، إذ يُنتج جهد يصل إلى 1.5 فولت، وتعمل البطارية بعد التفاعلات كالآتي ” Zn + 2MnO 2 + 2NH 4 Cl → Mn 2 O 3 + Zn (NH 3 ) 2 Cl 2 + H 2 O”.

بطارية الزئبق: في البطارية الجافة للزئبق، يعمل أكسيد الزئبق في صورةِ “كاثود”، بينما يعمل الزنك كقطب موجب، وتتضمّن تفاعلات البطارية عند الأنود “Zn + 2OH – → ZnO + H 2 O + 2e -” بينما على الجانب الآخر من الكاثود “HgO + H 2 O + 2e – → Hg + 2OH -” لتعمل البطارية في النهاية على هذا الشكل “Zn + HgO → ZnO + Hg”.

البطارية القلوية: عادةً ما يكون للبطارية القلويَّة الجافة تفاعلات بنفس طريقة بطارية كربون الزنك الجافة، حيثُ يحل هيدروكسيد الصوديوم محل كلوريد الأمونيوم، وتعمل البطارية في تفاعل كهروكيميائيّ بهذا الشكل: “2MnO 2 + 2e – + H 2 O → Mn 2 O 3 + 2OH -“.

خلية أكسيد الفضة: في البطارية الجافة لأكسيد الفضة، يدخل عنصر الفضة ليعمل كداعم خامل في عملية اختزال أكسيد الفضة، وأكسدة الزنك، وتعمل تلك البطارية بعدّة تفاعلات ليكون رد الفعل النهائي لها عند العمل ” Zn + H 2 O + Ag 2 O → Zn (OH 2 ) + 2Ag”

البطاريات الثانويَّة: وهي النوع الثاني من البطاريات الجافة، إذ يُمكن إعادة شحنها واستخدامها عكس البطاريات الجافة الأساسيَّة التي لا يُمكن إعادة شحنها مرة أخرى، وتتعدد أنواع البطاريات الثانويَّة في الآتي:

بطارية النيكل والكادميوم: في بطارية النيكل والكادميوم يدخل عنصر الكادميوم ليعمل “كأنود”، بينما لوحة النّيكل تعمل “كاثود” ويكون الفاصل بينهما بمثابة عازل، أمَّا عن مادة الإلكتروليت فقد تكون “هيدروكسيد الصوديوم” أو “هيدروكسيد البوتاسيوم”.

الجدير بالذّكر أنَّ هذا النوع من البطاريات قد يتسبب في آثار بيئيَّة ضارة للغاية عند التخلّص منها، نتيجة لوجود عنصر الكادميوم، لذا لا يتم استخدامها في الوقت الحالي.

ليثيوم أيون: تُعد تلك البطارية الجافة واحدة من أكثر البطاريات الجافة شيوعًا في أجهزة الكمبيوتر المحمولة، وكذلك أجهزة “iPod” والجوَّالات، حيثُ تتكوّن أقطابِها من عنصر الكربون والليثيوم، كما يُعرف عنها عدم احتياجها للصيانة الدوريَّة، كذلك لا تمثّل ضررًا كبيرًا عند التخلّص منها كما في بطاريات النيكل والكادميوم.

بطارية النيكل وهيدريد الفلز: تُعرف بالإنجليزيَّة “Nickel–metal hydride battery”، وهي من أشهر البطاريات الجافة الثانويَّة القابلة لإعادة الشحن، وينتُج في نهاية تفاعلاتها الكهروكيميائيَّة نيكل أوكسي هيدروكسيد NiO (OH).

مزايا البطارية الجافة

  • سهلة الاستخدام في أجهزة التحكُّم عن بُعد.
  • آمنة تمامًا عند التنقُّل بها والحركة.
  • صغيرة وخفيفة الوزن.

عيوب البطارية الجافة

  • غير قابلة لإعادة الشحن، والاستخدام مرة أخرى.
  • قد تأتي أحيانًا مع بعض العيوب، مما يؤثر على أداء جهازك الخاص.
  • قد تتعرَّض للتآكل والتلف السّريع.
  • التفريغ السريع في درجات الحرارة المرتفعة، لذا يجب وضعها في مكانٍ بارد.[3]

هل البطارية الجافة تشحن

لا.

لا يتم شحن البطارية الجافة الأساسيَّة بأنواعها، إذ تأتي مشحونة بالفعل بالطاقة الكهروكيميائيَّة، وبمجرّد الانتهاء من تلك التفاعلات لا يُمكن إعادة شحن البطارية الجافة، ومع ذلك يُمكن إعادة شحن البطاريات الجافة الثانويّة كبطاريات الهواتف المحمولة، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة، ومنها بطارية النيكل وهيدريد الفلز، وبطارية ليثيوم أيون.[2][3]

إشترك
نبّهني عن
guest
0 تعليقات
رد خطي
الإطلاع على كل التعليقات
زر الذهاب إلى الأعلى