Hoe werkt een batterij? Eenvoudig uitgelegd
Een batterij slaat chemische energie op en geeft elektrische energie af. Maar hoe werkt het precies? We zullen het u in onze praktische tip uitleggen.
Een batterij bouwen
Voor een beter begrip van hoe een batterij werkt, wordt de structuur hier kort uitgelegd. Het meest voorkomende type is de zogenaamde alkaline-mangaan-batterij, waarvan we de structuur en functie in dit artikel als voorbeeld zullen uitleggen.
- Een batterij bestaat uit een of meer galvanische cellen, dat wil zeggen cellen die chemische energie opslaan en elektrische energie kunnen vrijgeven.
- De batterij is ingesloten in een metalen omhulsel dat functioneert als een positieve pool. Aan de onderkant is de case nu open.
- Aan de rand van de batterij bevindt zich mangaan, de positieve elektrode, ook wel de kathode genoemd.
- De negatieve elektrode, de anode, wordt van de kathode gescheiden door een scheider, bijvoorbeeld gemaakt van een papierachtige substantie. Het is gemaakt van zink.
- Beide gebieden, kathode en anode, worden gedrenkt in een oplossing van kaliumhydroxide. Het vormt een elektrolyt dat de geleidbaarheid van de materialen verbetert.
- Er zit een metalen pen in de zinkmassa in het midden van de batterij, die contact maakt met een metalen plaat aan de onderkant.
- De metalen plaat aan de onderkant vormt de negatieve pool en sluit de batterij af. Het is gescheiden van de positieve pool en de kathode door een isolator.
Functie van een batterij
Een circuit wordt gemaakt wanneer de batterij in een apparaat wordt geplaatst. Als bijvoorbeeld een gloeilamp is aangesloten, stromen elektronen van de negatieve pool door de gloeidraad naar de positieve pool. Maar waarom gebeurt dit?
- Zink is een metaal dat de chemicus base noemt. Het heeft de neiging om elektronen af te staan.
- Mangaan daarentegen is een edel metaal, het neemt elektronen op.
- Als beide gebieden, kathode en anode, nu met elkaar zijn verbonden, maakt het zink gedrenkt in kaliumhydroxide via de geleider elektronen aan het mangaan vrij.
- De elektronen in de zinkmassa zijn het gevolg van een reactie van het zink met de kaliumhydroxide-oplossing op zinkhydroxide en twee elektronen.
- Het zinkhydroxide blijft dan oxideren tot zinkoxide en water.
- De batterij is leeg wanneer al het zink is geoxideerd tot zinkoxide en water met de oplossing van kaliumhydroxide en alle vrije elektronen zijn vrijgekomen.