乾燥細胞バッテリーはどのように機能しますか？

コンポーネント

* アノード： これは、通常は亜鉛で作られた負の端子です。 酸化が発生する場所（電子の損失）です。

* カソード： これは、通常、二酸化マンガン（MNO2）に囲まれたカーボンロッドで作られた正の末端です。還元が発生する場所（電子の獲得）です。

* 電解質： 乾燥細胞では、電解質は塩化アンモニウム（NH4Cl）と塩化亜鉛（ZNCL2）のペースト状の混合物です。電極間を移動するイオンの導体として機能します。

* 分離器： 紙や段ボールのような多孔質材料は、アノードとカソードを分離し、直接接触を防ぎますが、イオンの流れが可能になります。

化学反応

1。アノードでの酸化： アノードの亜鉛原子は電子を失い、亜鉛イオン（Zn2+）になります。これは、次の半分反応で表されます。

Zn（s）→Zn2 +（aq） + 2e-

2。カソードでの減少： 二酸化マンガン（MNO2）は、電解質からのアノードおよびアンモニウムイオン（NH4+）の電子と反応します。これにより、酸化マンガン水酸化物（MNOOH）とアンモニア（NH3）が形成されます。半反応は次のようになります：

2mno2（s） + 2nh4 +（aq） + 2e-→mn2o3（s） + 2nh3（aq） + h2o（l）

3。全体的な反応： 乾燥細胞の全体的な化学反応は次のとおりです。

Zn（s） + 2mno2（s） + 2nh4 +（aq）→zn2 +（aq） + mn2o3（s） + 2nh3（aq） + h2o（l）

電気を生成する方法

* 電子流： アノードで放出された電子は、外部回路を通ってカソードに流れます（デバイスの電源）。

* イオンの動き： 電解質により、イオンが移動できます。 亜鉛イオンはアノードからカソードに向かって移動し、アンモニウムイオン（NH4+）は電解質からカソードに移動します。これにより、電気的中性が維持されます。

キーポイント

* 直接電流（DC）： 乾燥細胞は直接電流を生成します。つまり、電子は一方向に流れます。

* 電圧： 乾燥細胞の電圧は、使用される特定の化学物質とその濃度に依存します。一般的な乾燥細胞の電圧は1.5ボルトです。

* 限定寿命： 化学反応が最終的に反応物を消費し、電解質が乾燥する可能性があるため、乾燥細胞の寿命は限られています。

* 非再充電可能： 乾燥細胞は通常、補充できません。電気を生成する化学反応は不可逆的です。

乾燥細胞の種類

* 炭素亜鉛（塩化亜鉛）細胞： 最も一般的なタイプは安価ですが、エネルギー密度が低く、寿命が短いです。

* アルカリ細胞： 水酸化カリウム（KOH）電解質を使用して、エネルギー密度が高く、寿命が長くなります。

* リチウム細胞： リチウム金属をアノードおよびさまざまなカソードとして使用し、エネルギー密度が高く、寿命が長くなります。

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