エネルギー研究所ー新たなエネルギーとは

一次電池の原理は?どうやって起電力を発生させてますか?

一次電池の原理は?どうやって起電力を発生させてますか?

化学変化を利用して電気を発生させる電池を化学電池といいます。

化学電池には一次電池と二次電池があり、一次電池は充電ができない使いきりタイプの電池です。

実用されている一次電池には,マンガン乾電池,アルカリマンガン乾電池,水銀電池,酸化銀電池,空気電池,リチウム電池などがあります。

それぞれについてみていきましょう。

 

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電池とは

光,熱,化学エネルギーなどを電気エネルギーに変換する装置。
化学電池と物理電池に大別される。
化学電池は電気化学反応を利用して化学エネルギーを電気エネルギーに変換する装置で,単に電池といった場合は通常化学電池を指します。

充電のできない一次電池と、充電可能な二次電池がある。

 

 

マンガン乾電池

正極に二酸化マンガン、負極に亜鉛を用いた電池。最も一般的な乾電池。

電解液は塩化亜鉛ZnCl2,塩化アンモニウムNH4Clの水溶液である。

液にはデンプンなどを加えて糊状とし漏液しないようにしてあることから乾電池の名がある。

まず、亜鉛が自由電子を亜鉛にのこし、亜鉛イオンとなって溶け出します。

亜鉛の自由電子は回路を通って炭素棒に移動します。

その後、二酸化マンガンが自由電子を受け取ります。

このようにして電気が起きます。

 

 

アルカリ乾電池

マンガン乾電池の中性電解液の代りにアルカリ性の溶液を用いた乾電池。

電解液には30~40%の水酸化カリウムKOH(または水酸化ナトリウムNaOH)に酸化亜鉛ZnOを飽和した溶液が用いられます。

回路を通った自由電子が鉄製の缶へ移動し、プラス極の二酸化マンガンが自由電子を受け取ります。

水酸化カリウム溶液の中で亜鉛がイオン化して、自由電子を放出。

自由電子は集電棒から回路に向かいます。

 

 

リチウム電池

陰極にリチウム、陽極にフッ化炭素や酸化銅など、電解質には過塩素酸リチウムの有機溶液や固体のヨウ化リチウムなどを用いた乾電池。

自己放電が少なく、長期間使用できる。

軽量小型で腕時計・電卓などに用いられます。

負極には一般にシート状リチウム金属が使用され、その電極反応は
Li―→Li++e-
で、これはリチウム一次電池すべてに共通している。二酸化マンガンMnO2正極反応は
Mn()O2+Li++e-
―→(Li+)Mn()O2
で示されます。

 

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まとめ

 

人類が抱えているエネルギー問題、

現在の暮らしを見つめなおして、

未来の暮らしを考えてみましょう。

それでは、最後まで読んでくださって

どうもありがとうございました!^^

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してくださると幸いです◎




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