बैटरियाँ क्या है? — रसायन विज्ञान

परिभाषा 11.3 विश्वविद्यालय रसायन विज्ञान — वर्ष 2 · अध्याय 11 — बैटरियाँ, ईंधन सेल और विद्युत-अपघटन

प्राथमिक सेल वह विद्युत-रासायनिक सेल है जो एक ही बार, अपने अभिकर्मकों के समाप्त होने तक, प्रयुक्त होता है। संचायक वह सेल है जिसे उलटी दिशा में धारा प्रवाहित करके फिर से आवेशित किया जा सकता है, जो उसकी अभिक्रिया को उलट देती है। सेल की विशिष्ट ऊर्जा वह विद्युत ऊर्जा है जो वह प्रति इकाई द्रव्यमान देता है, प्रायः $\mathrm{W}\,\mathrm{h}/\mathrm{kg}$ में।

किसी सेल का संचालन बिंदु (मॉडल वक्र)। धारा I पर ऋणात्मक इलेक्ट्रोड अपने ऐनोडी वक्र पर होता है, धनात्मक इलेक्ट्रोड अपने कैथोडी वक्र पर; दोनों विभवों का अंतर, ओमीय पात rI घटाकर, दी गई वोल्टता है। I बढ़ने पर यह गिरती है। — किसी सेल का संचालन बिंदु (मॉडल वक्र)। धारा $I$ पर ऋणात्मक इलेक्ट्रोड अपने ऐनोडी वक्र पर होता है, धनात्मक इलेक्ट्रोड अपने कैथोडी वक्र पर; दोनों विभवों का अंतर, ओमीय पात $rI$ घटाकर, दी गई वोल्टता है। $I$ बढ़ने पर यह गिरती है।

सीसा–अम्ल संचायक, व्यवस्था-रूप। अनावेशन पर सीसा ऑक्सीकृत होता है और लेड डाइऑक्साइड अपचित, दोनों लेड सल्फ़ेट में, और अम्ल उपभुक्त होता है: विलयन का घनत्व आवेशन की अवस्था बताता है।

उदाहरण

उदाहरण 11.6 (सीसा–अम्ल संचायक)

ऋणात्मक इलेक्ट्रोड पर $\ce{Pb + SO4^2- -> PbSO4 + 2e-}$ ; धनात्मक पर $\ce{PbO2 + 4H+ + SO4^2- + 2e- -> PbSO4 + 2H2O}$ । समग्र

\ce{Pb + PbO2 + 4H+ + 2SO4^2- -> 2PbSO4 + 2H2O},

$\Delta_r G^\circ = 2(-813.14) + 2(-237.13) - (-217.33) - 2(-744.53) = -394.1\,\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}$ , $E^\circ = 394\,100/(2 \times 96\,485) = 2.04\,\mathrm{V}$ । सेल के अनावेशित होने पर दोनों इलेक्ट्रोड लेड सल्फ़ेट से ढक जाते हैं; आवेशन अभिक्रिया को उलट देता है। सीसे पर $\ce{H+}$ का अपचयन और लेड डाइऑक्साइड पर जल का ऑक्सीकरण मंद हैं: इसीलिए $2\,\mathrm{V}$ का सेल जल में आवेशित किया जा सकता है, जिसकी ऊष्मागतिक खिड़की केवल $1.23\,\mathrm{V}$ चौड़ी है।

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