סוללת אלקליין

מבנה סוללת אלקליין. 1-חיבור חיובי (+). 2-איסוף זרם, 3-אנודת אבץ, 4-מחיצה מוליכה יונית (תמיסת אשלגן הידרוקסיד),5-קתודת מנגן דו-חמצני, 6-מעטפת חיצונית, 7- אטם התפשטות, 8-כיסוי מגן,9-חיבור שלילי (-)

סוללת אלקליין (באנגלית: Alkaline battery) היא סוג של סוללה ראשונית המפיקה אנרגיה בתגובה בין אבץ ומנגן דו-חמצני (MnO2 ). מקור השם אלקליין מהמילה אלקלי - בסיס הוא בשימוש באשלגן הידרוקסיד KOH כאלקטרוליט. לסוללת אלקליין צפיפות אנרגיה (אנרגיה ליחידת נפח או מסה) גבוהה בהשוואה לסוללות אחרות במתחים דומים, רוב הסוללות הראשוניות (שאינן מיועדות לטעינה מחדש) הן סוללות אלקליין המשמשות לצעצועים, פנסים, מכשירים אלקטרונים קטנים וכו'. היקף הייצור העולמי הוא כ-10 מיליארד סוללות בשנה.

היסטוריה

סוללות בהן האלקטרוליט הוא בסיס פותחו לראשונה על ידי הממציא השוודי ולדימיר יונגנר בשנת 1899 ובאופן עצמאי גם על ידי תומאס אדיסון ב-1901. סוללת האלקליין המודרנית המסובבת על אבץ ותחמוצת מנגן פותחה על ידי המהנדס הקנדי לואיס אורי מחברת יוניון קרביד בשנות ה-50 והפטנט על הסוללה אושר ב-1960. בשנות ה-60 הכילו סוללות אלקליין גם כמות קטנה של כספית למניעת תגובות צדדיות של אנודת האבץ באמצעות יצירת אמלגם, תקנות לצמצום השימש בכספית ושיפורים בחומרים הביאה לירידה או הוצאה מוחלטת של הכספית מהסוללות כך שתכולת הכספית בסוללות אלקליין מודרניות זניחה.

כימיה

האלקטרודה השלילית - האנודה (מחוברת לצד השטוח של הסוללה) היא אבץ והאלקטרודה החיובית - הקתודה (המחוברת לבליטה שבצידה השני של הסוללה) היא מנגן דו-חמצני MnO_2. בין האלקטרודות מפרידה תמיסה מרוכזת של אשלגן הידרוקסיד KOH שאינו משתתף בתגובה האלקטרוכימית וריכוזו אינו משתנה (בניגוד לריכוז החומצה במצבר).

חצאי התגובות:

${\ce {Zn_{(}s)\ +2OH_{(}^{-}aq)->ZnO_{(}s)\ +H_{2}O_{(}l)\ +2e^{-}\ \ \ \ \ \ \ \ E=+1.28V}}$

${\ce {2MnO_{2}_{(}s)\ +H_{2}O_{(}l)\ +2e^{-}->Mn_{2}O_{3}_{(}s)\ +2OH_{(}^{-}aq)E=+0.15V}}$

התגובה הכוללת

${\ce {Zn_{(}s)\ +2MnO_{2}_{(}s)->ZnO_{(}s)\ +Mn_{2}O_{3}_{(}s)\ \ \ \ \ \ E=+1.43V}}$

קיבול האנרגיה של סוללת אלקליין תלוי בגודלה, מסוללת אלקליין בגודל AA ניתן להפיק 3,000 מיליאמפר שעה (mAh) כשהיא מספקת זרם נמוך, בעומס חשמלי של אמפר האנרגיה תהיה נמוכה משמעותית - כ-700mAh.

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא סוללת אלקליין בוויקישיתוף

הערות שוליים

הערך באדיבות ויקיפדיה העברית, קרדיט,
רשימת התורמים
רישיון cc-by-sa 3.0

37790304סוללת אלקליין