ساختمان باتری

عملکرد کلیه ی باتری ها تقریباً مشابه یکدیگر است. پس با فهم آن چه درون یکی از آن ها رخ می دهد، می توان به درک مناسبی از شیوه ی کار کلیه ی باتری ها دست یافت. ما طرز کار باتری روی – کربن را توضیح می دهیم. این باتری یکی از ساده ترین باتری هایی است که می توان ساخت و گاهی آن را "باتری استاندارد کربنی" نیز می نامند.

فرض کنید ظرفی حاوی اسید سولفوریک داریم. اگر میله ای از جنس روی را در این محلول قرار دهید، اسید شروع به خوردن روی می کند. حباب های هیدروژن روی میله ظاهر می شود و محلول در اثر حرارت حاصل از واکنش شیمیایی، گرم خواهد شد. آن چه روی می دهد، تقریباً به ترتیب زیر است:

• مولکول های اسید به سه یون تفکیک می شوند: دو یون ⁺H و یک یون ^-SO₄² .

• اتم های روی دو الکترون از دست می دهند و به یون های Zn2+ تبدیل می شوند.

• یون های⁺Zn² با یون های ^-SO₄² ترکیب شده و به صورت ZnSO₄ درمی آید، که در اسید حل می شود.

• یون های هیدروژن الکترون هایی را که اتم های روی از دست داده اند، جذب می کنند و به صورت مولکول H₂ ( گاز هیدروژن ) در می آیند. این همان حباب هایی است که روی میله ظاهر می شود.

حال اگر میله ای از جنس کربن نیز در محلول قرار دهید ( اسید روی این میله اثری ندارد. ) و آن را با سیم به میله ی اول متصل کنید، شرایط تغییر می کند و به صورت زیر درمی آید:

• الکترون ها از طریق سیم به سمت میله ی کربنی می روند و در آن جا جذب یون های هیدروژن می شوند. این بار حباب های گاز هیدروژن روی میله کربنی تشکیل می شود.

• در این حالت گرمای کمتری آزاد می شود، زیرا بخشی از انرژی شیمیایی حاصل از واکنش صرف جریان الکترون ها شده است؛ یعنی در حالت اول انرژی شیمیایی فقط به انرژی گرمایی تبدیل می شود، ولی در حالت دوم بخشی از آن به انرژی الکتریکی و بخشی دیگر به انرژی گرمایی تبدیل می شود.