Batterij

Laten we de eenvoudige kool-zink batterij bespreken. We hebben een koolstaafje + pool en een zink omhulsel, de min. Ook wel anode en kathode genoemd. Wat is nu plus en min?  “KNAP” tevens een ezelsbruggetje. Kathode Negatief Anode Positief. Het spanningsverschil ontstaat door het verschil in edelheid van de twee polen (+en -) zink is bijvoorbeeld minder edel dan koolstof. IJzer is bijvoorbeeld edeler dan zink, dus laat nooit een stalen spijker in de dakgoot liggen, want na een paar jaar is de spijker dwars door de goot gevallen. Het onedelste metaal wordt dus geoxideerd! Tussen alle verschillende metalen is een spanningsverschil als je deze onderling meet in een zoute, of zure oplossing. Dus voor elke combinatie metaal bestaat een specifiek spanningsverschil. Ik dacht dat het tussen IJzer en zink iets van 0,6 volt was, maar hang me er niet aan op. Ik ben het tabel even kwijt. In de loop van jaren hebben ze ontdekt dat koolstof en zink een vrij hoog spanningsverschil geeft. Namelijk 1,5 Volt. Komt bekend voor nietwaar?

Dus doordat het ene wordt geoxideerd, en het andere niet is eigenlijk de producent van onze energie, maar nu precies.  

Een batterij is een elektrochemische cel die de chemische energie die ligt opgeslagen in de bestanddelen omzet in elektrische energie. De chemische reactie heeft alleen plaats als de stroomkring gesloten is.

De minpool (anode) bestaat uit een metaal dat de elektronen levert. Als ze hun werk hebben gedaan, komen de elektronen bij de pluspool. De stoffen waaruit anode en kathode bestaan, veranderen tijdens de chemische reactie die plaatsheeft. Het metaal van de minpool geeft zijn elektronen af en verandert in een positief metaal-ion, dat onstabiel is. Het oxideert door uit de elektrolytpasta (zuur) negatieve hydroxide-ionen aan te trekken.

De hydroxide-ionen zijn bij de pluspool ontstaan. De elektronen die daar binnenkomen, gaan een verbinding aan met het metaaloxide. Het negatief geladen metaaloxide splitst water in de elektrolytpasta in positieve waterstofionen (H + ) en negatieve hydroxide-ionen (OH – ). De hydroxide-ionen stromen naar de kathode en gaan een verbinding aan met de onstabiele metaaldeeltjes aan de minpool. Er ontstaat water en metaaloxide. Rond de kool stof staaf ontstaan dus ook nog eens kleine belletjes gas, door rond de anode een zakje bruinkool te maken worden deze belletjes geadsorbeerd. Als dit niet gedaan zou worden, isoleren deze belletjes de anode en kan deze bijna geen stroom meer leveren. 

De kathode wordt dus langzaam maar zeker geoxideerd. Alleen als er een last wordt aangebracht in de vorm van een motor, lampje en dergelijke. Doordat de isolatie niet perfect is, en het zuur zijn werking doet zal elke batterij in de loop van jaren toch niet meer bruikbaar zijn. Vandaar dat je vroeger nooit oude batterijen lang in je lamp of radio moest laten. Want de kathode was geoxideerd, en dus poreus geworden. En kon dan gaan lekken. Tegenwoordig is er een extra isolerende laag aangebracht die dit voorkomt.

Deze batterijen komen bijna niet meer voor, merendeel bestaat nu uit long life batterijen. Maar de werking berust nog steeds op het bovenstaande.

Dit is het zo’n beetje……..