يبحث العديد من الطلاب عن البطاريات في الكيمياء، فلماذا البطارية تعتبر البطاريات أهم ما اخترعه العلماء، فالبطارية من أهم المصادر الكهربائية المحمولة، لذا يمكنك نقلها من وإلى أي مكان دون الحاجة إلى أسلاك أو أي مقبس كهربائي، وهذا ما ساهم فيه لانتشارها.
بالنظر إلى المكانة الرائعة للبطارية، سنزودك بكل ما تحتاجه عن البطارية من خلال موسوعة، فتابع المقال.
البحث عن البطاريات في الكيمياء
في الفقرة التالية سوف أقدم لكم تاريخ البطارية وفكرتها العامة.
- كان الفيزيائي الإيطالي أليساندرو فولتا أول من اخترع البطارية عام 1799 م. دخلت البطارية العديد من الأجهزة مثل (الهواتف الذكية، والساعات، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة، وماكينات الحلاقة، وما إلى ذلك).
- تقوم البطارية بتحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية.
تحديد البطارية
إنه أحد الأسئلة الأكثر شيوعًا، لذا في الفقرة التالية سوف نقدم لك تعريف البطارية.
- تُعرَّف البطارية بأنها وحدة كهربائية، وتستخدم البطارية لإنتاج طاقة كهربائية، وتحول البطارية الطاقة من طاقة كيميائية إلى طاقة كهربائية.
- عملية تحويل الطاقة من كيميائية إلى كهربائية، تعرف بالتفاعل الكيميائي، تحتوي البطارية على مجموعة من الخلايا الجلفانية.
- تقوم هذه الخلايا بعملية تحويل الطاقة.
- تؤثر أنواع وأحجام البطاريات على قدرتها التشغيلية.
البطاريات وأنواعها
تقسم البطاريات وفقًا لخصائصها الكهربائية، بعضها أساسي وبعضها ثانوي، وتشمل ما يلي
البطاريات الأساسية
- إنها بطارية تستخدم لمرة واحدة ولا يمكن إعادة شحنها. وهي مقسمة إلى
بطارية الزنك أو الكربون
- وهي بطارية تحتوي على الزنك، وتتكون من قطبين، أحدهما سالب والآخر موجب.
- القضيب محاط بمزيج من مسحوق الكربون والمنغنيز الذي يوصل الكهرباء.
- تتكون الكهرباء من خليط من كلوريد الزنك وكلوريد الألومنيوم. يبلغ جهد بطارية الكربون والزنك حوالي 1.5 فولت.
- يتمتع هذا النوع بمتانة وفترة صلاحية طويلة، والميزة أن سعره رخيص، ولكن يُلاحظ أن قدرة تلك البطارية على العمل عند انخفاض درجة الحرارة.
- تُستخدم هذه البطاريات لتشغيل الفلاش ووحدات التحكم بالإضافة إلى الساعات وهي متوفرة بأحجام “AAA و AA و C و D”.
بطارية الزئبق
- يتكون من أكسيد الزئبق وثاني أكسيد المنغنيز، وينتج حوالي 1.35 فولت من الجهد.
- بطارية الزئبق أقل شيوعًا لاحتوائها على الزئبق وهو شديد السمية، وهذا هو سبب سوء استخدامها.
بطاريات أكسيد الفضة
- أكسيد الزئبق هو مادته الأساسية، ويعمل كقطب كهربي موجب وسالب ؛ عادة ما يكون المنحل بالكهرباء الخاص به هو هيدروكسيد الصوديوم أو هيدروكسيد البوتاسيوم.
- تتميز هذه البطاريات بأحجامها المختلفة، وارتفاع تكلفتها عند تشغيل أي جهاز كهربائي، وعادة ما تتطلب تيارًا كهربائيًا ضعيفًا، على عكس البطاريات الأخرى.
البطاريات القلوية
البطاريات القلوية هي نوع رئيسي من البطاريات الأولية، وهي مشهورة في جميع أنحاء العالم ؛ تتميز بكثافة عالية وفترة صلاحية طويلة.
- تتكون البطارية القلوية من قطبين سالبين وآخر موجب، وثاني أكسيد المنغنيز هو القطب الموجب.
- تُعرف هذه البطارية بالبطارية القلوية لأنها تتكون من المنحل بالكهرباء “هيدروكسيد البوتاسيوم” ويستخدم في وحدات التحكم والبطاريات وما إلى ذلك. وهي متوفرة بأحجام مختلفة، وهي أكثر الأنواع شيوعًا.
البطاريات الثانوية
هي بطاريات قابلة لإعادة الشحن على عكس البطاريات الأساسية، وغالبًا ما تتعامل معها في حياتك اليومية، وتختلف أنواعها على النحو التالي
بطاريات الرصاص الحمضية
- تم اختراعه في ثمانينيات القرن العشرين، ويتميز بوزنه الثقيل وحجمه الكبير، والعنصر الرصاصي هو قطبه الكهربي السالب.
- القطب الموجب هو ثاني أكسيد الرصاص الموجود فيه.
- غالبًا ما تُستخدم هذه البطاريات في سيارات مختلفة، وهذا هو سبب تزايد شعبية هذا النوع الخاص.
بطاريات ليثيوم أيون
- توجد أنواع عديدة من بطاريات الليثيوم أيون وتتكون من قطبين، أحدهما موجب والآخر سالب.
- الأنود مصنوع من أكسيد الكوبالت الليثيوم.
- القطب السالب مصنوع من الكربون.
- تستخدم هذه البطاريات في الأجهزة عالية الأداء مثل الهواتف المحمولة والكاميرات والسيارات.
أنواع خلايا البطارية
يوجد نوعان من الخلايا في البطاريات أحدهما رطب أو سائل والآخر جاف ونعرّفهما على النحو التالي.
الخلايا الرطبة
- تتكون من بطاريات أولية أو ثانوية، ونتيجة لطبيعتها السائلة، يتم استخدامها كعازل بين الأقطاب الموجبة والسالبة.
- وأبرز مثال على الخلايا الرطبة هي خلايا دانييل وخلايا ليكلانشر التي تستخدم في الخلايا الجافة وخلايا بنسن وخلايا ويستون.
خلايا جافة
- لا يوجد فيه سائل كهربائي، ويتم استبداله بمعجون مبلل يسمح للكهرباء بالمرور.
- تتيح هذه التقنية استخدام البطاريات دون أي قلق، لذا فهي تستخدم على نطاق واسع في الأجهزة المحمولة.
- أن بطاريته يمكن أن تكون أساسية أو ثانوية، وهذا لا يحدث أي فرق في استخدامها، على العكس من ذلك.
- تعتمد هذه البطاريات على الخلايا الكهربائية، وتعتمد بشكل كبير على مواد الإلكتروليت.
- تفقد هذه البطاريات من 8 إلى 25٪ من استخدامها، إذا تم تخزينها وعدم شحنها لمدة عام.
- هذا بسبب التفاعلات الكيميائية الناتجة عنه.
- ويمكنك تقليل معدل التفاعل معها عن طريق خفض درجة الحرارة، حيث تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى انخفاض معدل أداء البطارية الناتج عن تسريع عمليات التفاعل الكيميائي.
- إن تراكم الهيدروجين في القطب السالب مسؤول عن تقليل فعاليته، ويمكنك استخدام مزيلات الرطوبة لتقليل هذا التراكم.
- عادة ما تخسر 10٪ من كل شهر، وتفقد قدرتها تدريجياً، وهذا نتيجة تفاعل المواد فيما بينها.
استخدامات البطاريات
تُستخدم البطاريات اليوم في جميع أنحاء العالم، لذا لا يمكنك العثور على دولة لا تستخدمها.
- يستخدم على نطاق واسع في جميع المجالات والعديد من الأجهزة بما في ذلك أجهزة الكمبيوتر الشخصية (أجهزة الكمبيوتر المحمولة).
- بالإضافة إلى السيارات وأجهزة الإنذار والمسجلات والهواتف المحمولة والغواصات والكشافات والساعات وسفن الفضاء وأجهزة تنظيم ضربات القلب وغيرها من الأجهزة.
ميزات البطاريات
هناك الكثير من الميزات التي جعلتنا نستخدم البطارية حتى الآن، منها
- البطارية خفيفة الوزن وكذلك في العديد من الأشكال والأحجام، كما أنها توفر طاقة كبيرة، وسعتها كبيرة.
- وتتميز الطاقة الكهربائية في البطارية بأنها ثابتة، أي أن قوة الطاقة تظل كما هي في جميع حالات البطارية المرتفعة أو المنخفضة.
- يمكنه نقل الكهرباء دون الحاجة إلى أسلاك أو مأخذ.
تحذيرات عند التعامل مع البطاريات
هناك الكثير من الاحتياطات التي يجب عليك اتباعها حتى لا تعرض نفسك لأي خطر
- يجب غسل اليدين بالماء والصابون قبل التعامل مع البطارية، حيث أنها تحتوي على الكثير من المواد السامة التي تستخدم بكثرة فيها.
- من الأفضل ارتداء قفازات وقناع عند استخدام البطارية.
- يجب أن يكون مكان شحن البطارية جيد التهوية، لأنه يحتوي على هيدروجين سائل قابل للاشتعال.
- يجب إبقاء البطارية بعيدًا عن مصادر الاشتعال.
- يجب أن يظل الجزء العلوي من البطارية نظيفًا وجافًا.
- وعد بإمالة البطارية 45 درجة حتى يلامس أي سائل ضار يدك.
تعليمات شراء البطاريات
بطاريات السيارات هي أكثر أنواع البطاريات انتشارًا وهي الأكثر خطورة، لذلك هناك الكثير من النصائح التي يجب اتباعها قبل شراء بطارية السيارة
- يجب عليك اختيار مركز حسن السمعة، لأن البطارية قد تتلف إذا تم إيقافها لفترات طويلة.
- يجب أن تسرع في شراء بطارية جديدة قبل نفاد بطارية سيارتك حتى لا تتعطل السيارة فجأة.
- ليس من المهم أن تكون بطارية سيارتك هي الأغلى ثمناً، ولكن من المهم أن تختار البطارية المناسبة لعملك.
- من الضروري أن تختار بطارية لم يتم إنتاجها منذ أكثر من 6 أشهر لضمان جودة الأداء.
في الختام، أود أن أشكر الله على منحنا العقل الذي جعل حياتنا أسهل. وهكذا، قدمنا لكم من خلال موسوعة كل ما تحتاجه عن البحث عن البطاريات في الكيمياء واستخداماتها.
لمزيد من المقالات في تريند
ال