VISOKA ŠKOLA
˝˝CEPS-Centar za poslovne studije˝
Kiseljak
SEMINARSKI RAD
NAZIV SEMINARSKOG RADA:
„ELEKTROHEMIJSKI IZVORI ENERGIJE"
Predmet: Hemija
Profesor: Prof. Delila Selimić
Student: Adela Muminović
Kiseljak, 2015
1. Baterije
1.1 Istorija baterije
Prva prava baterija (Slika Slika 1) nastala je 1793. godine i izradio ju je Alessandro Volta
po kojemu je dobila i ime – Voltin članak (Slika 2). Njen princip bio je vrlo jednostavan –
otopinu H
2
SO
4
ili KOH stavimo između bakra i cinka i dobili smo bateriju. Njen napon je
1.1V.
Sljedeća baterija bila je načinjena od ekološki prihvatljivog mangana i cinka. Napravio ju je
Leclanche 1866. godine. Imala je napon od 1.5V i koristila je vrlo složene kemijske procese te
je često znala ''curiti'' zbog unutrašnje korozije materijala. Prva ''alkalna'' baterija nastala je
1940. godine i u njoj se kao elektrolit upotrebljava kalijev hidroksid (KOH). Takva baterija
nije bila ekološki prihvatljiva zbog velikog udjela kadmija i žive. Ipak, njena velika prednost
je čak pet do osam puta dulje trajanje u odnosu na baterije s cinkom i bakrom.
Najnoviji tip baterije je litij-polimerska baterija sastavljena od nekoliko slojeva različitih
materijala i koja se pokazala najstabilnijom i najboljom dosad.
Napon baterije određuje se prema elektrokemijskom nizu (Voltin niz – slika Slika 3) –
potencijal pojedinog metala prema standardnoj vodikovoj elektrodi.
Slika 2 Voltin članak
Slika 3 Voltin niz
Slika 1 Prva baterija
1.2 Građa i podjela baterija
Svaka baterija sastoji se od tri osnovne komponente:
anoda (negativni pol), katoda (pozitivni pol) i elektrolit
(Slika 4). Anoda oksidira, odnosno otpušta elektrone
dok se na katodi odvija redukcija tj. proces prihvaćanja
elektrona. Elektrolit služi za odvajanje anode i katode,
odnosno kao spremnik kemijske energije. Mora biti
dobar vodič protona, ali slabi vodič elektrona, tj. mora
usporavati reakciju prebacivanja elektrona s anode na
katodu kroz elektrolit da bi što više elektrona prošlo
kroz vodiče koje bi spojili na izvode elektroda. Kada se
elektrolit ''potroši'', tj. kada svi elektroni prijeđu s anode
na katodu tada bateriju više ne možemo koristiti.
Baterije se dijele u dvije osnovne kategorije:
primarni
izvori (baterije) – ne mogu se puniti jer kemijska reakcija nije
reverzibilna – životni vijek završava potrošnjom reaktanata tijekom procesa
pražnjenja
sekundarni
izvori (akumulatori) – mogu se punit jer je kemijska reakcija
reverzibilna
Najpoznatije vrste primarnih baterija su cink-ugljik te cink-klorid, alkalne i srebro-oksid
baterije. Konstrukcija cink-ugljik baterija poznata je već desetljećima, a sastoji se od ugljenog
štapića koji je smjesa ugljika i mangan-dioksida koji služi kao pozitivna elektroda te posude
od cinka koja je istovremeno negativna elektroda. U ovom slučaju elektrolit je smjesa cink-
klorida i amonij-klorida natopljenog u vodi. Napon članka iznosi oko 1,5V. Alkalne baterije
također imaju napon članka 1,5V, a baziraju se na reakciji cinka i mangan-dioksida. Anoda
kod tih baterija izrađena je od cinka u prahu, a katoda od mangan-dioksida. Za razliku od
cink-ugljik baterija, elektrolit je lužina, kalij-hidroksid umjesto amonij-klorida i cink-klorida.
Alkalne baterije imaju znatno veći kapacitet, dolaze već potpuno napunjene, mogu se prazniti
većim strujama te imaju visoki temperaturni koeficijent i dobru otpornost. Srebro-oksid
baterije također imaju napona članaka 1,5V te imaju veliku trajnost i vrlo visoku učinkovitost
po jedinici mase, no cijena srebra ograničava njihovu širu primjenu pa se pretežno
Slika 4 Građa baterije
