Alle boeken

Professioneel

Apps Over Coach Inloggen Begin met lezen

Scheikunde · Begrippenlijst

Wat is Batterijen?

Ook bekend als: primaire cel · accumulator · specifieke energie

Definitie 11.3 Universitaire scheikunde — jaar 2 · Hoofdstuk 11 — Batterijen, brandstofcellen en elektrolyse

Een primaire cel is een elektrochemische cel die één keer gebruikt wordt, tot haar reagentia op zijn. Een accumulator is een cel die opnieuw geladen kan worden door er een stroom in de omgekeerde richting door te sturen, wat haar reactie omkeert. De specifieke energie van een cel is de elektrische energie die ze levert per eenheid massa, meestal in W h/kg\mathrm{W}\,\mathrm{h}/\mathrm{kg}.

Het werkpunt van een cel (modelkrommen). Bij een stroom I zit de negatieve elektrode op haar anodische kromme, de positieve elektrode op haar kathodische kromme; het verschil van de twee potentialen, verminderd met de ohmse val rI, is de geleverde spanning. Die daalt naarmate I groeit.
Het werkpunt van een cel (modelkrommen). Bij een stroom II zit de negatieve elektrode op haar anodische kromme, de positieve elektrode op haar kathodische kromme; het verschil van de twee potentialen, verminderd met de ohmse val rIrI, is de geleverde spanning. Die daalt naarmate II groeit.
De loodaccumulator, schematisch. Bij het ontladen wordt lood geoxideerd en looddioxide gereduceerd, beide tot loodsulfaat, en wordt het zuur verbruikt: de dichtheid van de oplossing geeft de laadtoestand aan.
De loodaccumulator, schematisch. Bij het ontladen wordt lood geoxideerd en looddioxide gereduceerd, beide tot loodsulfaat, en wordt het zuur verbruikt: de dichtheid van de oplossing geeft de laadtoestand aan.

Voorbeelden

Voorbeeld 11.6 (De loodaccumulator)

Aan de negatieve elektrode Pb+SOX4X2−→PbSOX4+2 eX−\ce{Pb + SO4^2- -> PbSO4 + 2e-}; aan de positieve PbOX2+4 HX++SOX4X2−+2 eX−→PbSOX4+2 HX2O\ce{PbO2 + 4H+ + SO4^2- + 2e- -> PbSO4 + 2H2O}. In totaal

Pb+PbOX2+4 HX++2 SOX4X2−→2 PbSOX4+2 HX2O,\ce{Pb + PbO2 + 4H+ + 2SO4^2- -> 2PbSO4 + 2H2O},

ΔrG∘=2(−813.14)+2(−237.13)−(−217.33)−2(−744.53)=−394.1 kJ/mol\Delta_r G^\circ = 2(-813.14) + 2(-237.13) - (-217.33) - 2(-744.53) = -394.1\,\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}, E∘=394 100/(2×96 485)=2.04 VE^\circ = 394\,100/(2 \times 96\,485) = 2.04\,\mathrm{V}. Beide elektroden raken bedekt met loodsulfaat terwijl de cel ontlaadt; laden keert de reactie om. De reductie van HX+\ce{H+} op lood en de oxidatie van water op looddioxide zijn traag: daarom kan een cel van 2 V2\,\mathrm{V} geladen worden in water, waarvan het thermodynamische venster slechts 1.23 V1.23\,\mathrm{V} breed is.

Lees in het hoofdstuk →