La pile alcaline C'est une batterie dans laquelle le pH de sa composition électrolytique est basique. C'est la principale différence entre cette batterie et beaucoup d'autres où ses électrolytes sont acides; comme avec les batteries zinc-carbone qui utilisent des sels NH4Cl, ou même acide sulfurique concentré dans les batteries de voiture.
C'est aussi une cellule sèche, puisque les électrolytes basiques se présentent sous la forme d'une pâte à faible pourcentage d'humidité; mais suffisamment pour permettre une migration des ions participant aux réactions chimiques vers les électrodes, et ainsi compléter le circuit électronique.
Dans l'image ci-dessus, vous avez une pile 9V de Duracell, l'un des exemples les plus connus de piles alcalines. Plus la batterie est grande, plus sa durée de vie et sa capacité de travail seront longues (surtout si elles sont destinées à des appareils à forte intensité énergétique). Pour les petits appareils, vous avez des piles AA et AAA.
Une autre différence en dehors du pH de leur composition électrolytique, est que, rechargeables ou non, elles durent généralement plus longtemps que les batteries acides..
Index des articles
Dans la batterie zinc-carbone, il y a deux électrodes: l'une en zinc et l'autre en carbone graphitique. Dans sa "version de base", l'une des électrodes au lieu d'être en graphite, est constituée d'oxyde de manganèse (IV), MnOdeux mélangé avec du graphite.
La surface des deux électrodes est consommée et recouverte par les solides résultant des réactions.
En outre, au lieu d'une boîte avec une surface de zinc homogène comme conteneur de cellules, il existe une série de disques compacts (image du haut).
Au centre de tous les disques se trouve une tige de MnOdeux, Une rondelle isolante fait saillie à l'extrémité supérieure et marque la borne positive (cathode) de la batterie.
Notez que les disques sont recouverts d'une couche poreuse et métallique; ce dernier pourrait également être un film plastique fin.
La base de la batterie constitue la borne négative, où le zinc s'oxyde et libère les électrons; mais ceux-ci ont besoin d'un circuit externe pour atteindre le haut de la pile, sa borne positive.
La surface du zinc n'est pas lisse, comme c'est le cas avec les cellules Leclanché, mais rugueuse; c'est-à-dire qu'ils ont de nombreux pores et une grande surface qui augmentent l'activité de la batterie.
La forme et la structure des batteries changent en fonction du type et de la conception. Cependant, toutes les piles alcalines ont en commun un pH basique de leur composition électrolytique, qui est dû à l'ajout de NaOH ou KOH au mélange pâteux..
En fait, ce sont les ions OH- ceux qui participent aux réactions responsables de l'énergie électrique fournie par ces objets.
Lorsque la pile alcaline est connectée à l'appareil et allumée, le zinc réagit immédiatement avec l'OH- des pâtes:
Zn (s) + 2OH-(ac) => Zn (OH)deux(s) + 2e-
Les 2 électrons libérés par l'oxydation du zinc se déplacent vers le circuit externe, où ils sont responsables du démarrage du mécanisme électronique de l'appareil.
Ensuite, ils reviennent à la batterie par la borne positive (+), la cathode; c'est-à-dire qu'ils parcourent l'électrode MnOdeux-graphite. Comme les pâtes ont une certaine humidité, la réaction suivante se produit:
2MnOdeux(s) + 2HdeuxO (l) + 2e- => 2MnO (OH) (s) + 2OH-(ac)
Maintenant le MnOdeux Les électrons de Zn sont réduits ou gagnés. C'est pour cette raison que cette borne correspond à la cathode, où se produit la réduction.
Notez que l'OH- il est régénéré en fin de cycle pour redémarrer l'oxydation du Zn; en d'autres termes, ils diffusent au milieu de la pâte jusqu'à ce qu'ils reviennent en contact avec le zinc en poudre.
De même, des produits gazeux ne se forment pas, comme cela se produit avec la cellule zinc-carbone où NH est généré.3 et Hdeux.
Il viendra un point où toute la surface de l'électrode sera recouverte par les solides de Zn (OH)deux et MnO (OH), mettant fin à la durée de vie de la batterie.
La pile alcaline décrite n'est pas rechargeable, donc une fois qu'elle est «morte», il n'y a aucun moyen de l'utiliser à nouveau. Ce n'est pas le cas des rechargeables, qui se caractérisent par des réactions réversibles..
Pour convertir les produits en réactifs, un courant électrique doit être appliqué dans le sens opposé (pas d'anode à cathode, mais de cathode à anode).
Un exemple de pile alcaline rechargeable est NiMH. Il se compose d'une anode NiOOH, qui perd des électrons au profit de la cathode d'hydrure de nickel. Lorsque la batterie est utilisée, elle se décharge, et c'est de là que vient l'expression bien connue «charger la batterie»..
Ainsi, il peut être rechargé des centaines de fois selon les besoins; cependant, le temps ne peut pas être complètement inversé et atteint les conditions d'origine (ce qui ne serait pas naturel).
De même, il ne peut pas être rechargé de manière arbitraire: les directives recommandées par le fabricant doivent être suivies..
C'est pourquoi, tôt ou tard, ces batteries périssent également et perdent leur efficacité. Cependant, il présente l'avantage de ne pas être rapidement jetable, contribuant moins à la contamination..
Les autres batteries rechargeables sont les batteries au nickel-cadmium et au lithium..
Certaines variantes de piles alcalines sont si petites qu'elles peuvent être utilisées dans les montres, les télécommandes, les horloges, les radios, les jouets, les ordinateurs, les consoles, les lampes de poche, etc. D'autres sont plus gros qu'une figurine d'un clone de Star Wars.
En fait, ce sont celles du marché qui prédominent sur les autres types de batteries (du moins pour un usage domestique). Elles durent plus longtemps et génèrent plus d'électricité que les batteries Leclanché classiques.
Bien que la batterie zinc-manganèse ne contienne pas de substances toxiques, d'autres batteries, par exemple celles au mercure, ouvrent un débat sur leur impact éventuel sur l'environnement.
D'autre part, les piles alcalines fonctionnent très bien dans une large gamme de températures; Il peut même fonctionner en dessous de 0 ° C, c'est donc une bonne source d'énergie électrique pour les appareils entourés de glace.
Personne n'a encore commenté ce post.