الموسوعة العربية

ابحث عن أي موضوع يهمك

بحث عن البطاريات في الكيمياء

بواسطة: نشر في: 31 أكتوبر، 2021
mosoah
بحث عن البطاريات في الكيمياء

العديد من الطلاب يسعون للحصول على بحث عن البطاريات في الكيمياء فلماذا البطارية ؟ يعتبر الكثير البطاريات أهم ما ابتكره العلماء، حيث أن البطارية تعتبر من أهم المصادر الكهربية المحمول فتستطيع أن تنقلها من و إلى أي مكان، دون أن تحتاج إلى أسلاك أو أي منفذ كهربائي، وهذا ما ساهم في انتشارها.

ونظراً لتلك المكانة الكبيرة للبطارية سنقدم لك كل ما تحتاجه عن البطارية من خلال موسوعة فتابع المقال.

بحث عن البطاريات في الكيمياء

في الفقرة التالية سأعرفكم على تاريخ البطارية، وفكرتها العامة.

  • يعتبر الفيزيائي الإيطالي اليساندرو فولتا هو أول من ابتكر البطارية في عام 1799م وقد دخلت البطارية في كثير من الأجهزة مثل (الهواتف الذكية، وكذلك الساعات واللاب توب المحمول،  وماكينات الحلاقة …الخ).
  • تعمل البطارية على تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية.

تعريف البطارية

يعتبر من أكثر التساؤلات التي يتم طرحها، لهذا سنعرفك في الفقرة التالية تعريف البطارية.

  • البطارية يتم تعريفها على أنها وحدة كهربائية،وتستعمل البطارية لإنتاج الطاقة الكهربائية، وتقوم البطارية بتحويل الطاقة من طاقة كيميائية إلى طاقة كهربية.
  • إن عملية تحويل الطاقة من كيميائية إلى كهربائية، ،تعرف باسم رد الفعل الكيميائي، البطارية تحتوي على مجموعة من الخلايا الجلفانية.
  • تقوم تلك الخلايا بعملية تحويل الطاقة.
  • تؤثر أنواع وأحجام البطارية على قدرتها في التشغيل.

البطاريات وانواعها

تنقسم البطاريات بناء على خصائصها الكهربائية، فمنها الأساسي ومنها الثانوي، وتشمل الآتي:

البطاريات الأساسية

  • هي البطارية التي تعمل لمرة واحدة فقط ، ولا يمكن أن يعاد عملية الشحن لها وتنقسم إلى: 

بطارية الزنك أو الكربون

  • هي بطارية تحتوي على مادة الزنك، وتتكون من قطبين أحدها سالب والأخر موجب.
  • يحاط القضيب بمزيج من مسحوق الكربون والمنجنيز الذي يعمل على توصيل الكهرباء.
  • تتكون الكهرباء من خليط من كلوريد الزنك و كلوريد الألمونيوم، يبلغ جهد بطارية الكربون والزنك حوالي ما يقارب 1.5 فولت.
  • يتمتع هذا النوع بالمتانة ومدة الصلاحية الطويلة، والمميز أن سعرها رخيص، ولكن يلاحظ ضعف قدرة تلك البطارية على العمل عند انخفاض الحرارة.
  • تستعمل تلك البطاريات في تشغيل الفلاش وأجهزة التحكم كذلك الساعات وتتوفر بأحجام ” AAA , AA , C , D”.

بطارية الزئبق

  • تتكون من اكسيد الزئبق وثاني أكسيد المنجنيز،وتقوم بتقديم حوالين 1.35 فولت من الجهد.
  • تقل شهرة بطارية الزئبق نتيجة احتوائها على مادة الزئبق المشهور بسميتها الشديدة، وهذا هو السبب في ضعف عملية استعمالها.

بطاريات اكسيد الفضة

  • أكسيد الزئبق هي مادته الأساسية،  وتعمل فيه كقطب موجب وقطب سالب معًا؛ وتتكون كهربته الخاصة في العادة يكون هيدروكسيد الصوديوم أو هيدروكسيد البوتاسيوم.
  • تتميز تلك البطاريات بتنوع أحجامها المختلفة، وتكلفتها الكبيرة عند تشغيل أي جهاز كهربائي، وفي العادة تحتاج لتيار كهربي ضعيف على عكس البطاريات الأخرى.

البطاريات القلوية

تعتبر البطاريات القلوية نوع رئيسي من البطاريات الأساسية، وتعتبر شائعة في جميع أنحاء العالم؛ تتمتع بكثافة مرتفعة وصلاحية طويلة.

  • تتكون البطارية القلوية من قطبين سالب وأخر موجب، ويعتبر ثاني اكسيد المنجنيز هو القطب الموجب.
  • وعرفت تلك باسم البطارية القلوية لأنه يتكون من كهرل ” هيدروكسيد البوتاسيوم” ويستعمل في أجهزة التحكم، والبطاريات، وغيرها وتتوفر بأحجام مختلفة، وهي أكثر الأنواع شيوعًا على الإطلاق.

البطاريات الثانوية

تعتبر من البطاريات القابلة للشحن، على عكس البطاريات الأساسية، وكثيرًا ما تتعامل معها في حياتك اليومية، وتختلف أنواعها كما يلي:

بطاريات الرصاص الحمضية

  • اخترعت في ثمانينات القرن العشرين، وتتميز بثقل وزنها وكبر حجمها،  ويعتبر عنصر الرصاص هو القطب السالب لها.
  •  يتمثل القطب الموجب في مادة ثاني أكسيد الرصاص الداخلة فيه.
  • يظهر استخدام تلك البطاريات كثيرًا في السيارات المختلفة، لهذا يزداد شعبية هذا النوع المميز.

بطاريات أيون الليثيوم

  • هناك الكثير من أنواع بطاريات أيون الليثيوم وتتكون من قطبين أحدهم موجب والآخر سالب.
  • يتكون القطب الموجب من اكسيد ليثيوم كوبالت.
  • والقطب السالب يتكون من الكربون.
  •  وتستعمل هذه البطاريات في الأجهزة ذات الأداء العالي التي تتمثل في الهواتف المحمولة والكاميرات والسيارات.

أنواع خلايا البطاريات

 هناك نوعان من الخلايا موجودتان في البطاريات أحدهم رطب أو سائل والأخر جاف ونعرفهم على النحو التالي.

الخلايا الرطبة

  • تتكون من بطاريات أولية أو ثانوية، ونتيجة طبيعتها السائلة، يتم استعمالها كعازل بين القطبين الموجب والسالب.
  • وأبرز مثال للخلايا الرطبة هي خلايا دانييل، وخلايا لوكلانشيه التي يتم استعمالهما في الخلايا الجافة، وخلايا بنسن، وخلايا ويستون.

 الخلايا الجافة

  • لا توجد فيها أي سائل كهربائي، ويعوضه عجينة رطبة تسمح بمرور الكهرباء من خلالها.
  • تتيح تلك التقنية استعمال البطاريات دون أي قلق، لهذا يتم استعمالها في الأجهزة المحمولة بشكل واسع.
  • أن يمكن أن تكون بطاريتها أولية أو ثانوية وهذا لا يشكل أي فرق في استعمالها على العكس.
  • تعتمد تلك البطاريات على الخلايا الكهربائية،وتعتمد بشكل كبير على مواد الانحلال الكهربائي.
  • تفقد تلك البطاريات من 8 إلى 25 % من استعمالها، في حالة تخزينها وعدم شحنها لمدة عام.
  • يرجع هذا نتيجة التفاعلات الكيميائية الناشئة بها .
  • وتستطيع تقليل سرعة التفاعل بها من خلال تخفيض درجة الحرارة حيث أن درجات الحرارة المرتفعة تسبب تخفيض معدل أداء البطارية الناتج عن تسريع عمليات التفاعل الكيميائي.
  • تراكم مادة الهيدروجين في القطب السالب يعتبر المسؤول على تخفيض فاعليته، وتستطيع أن تستعمل مزيلات الرطوبة تقليل هذا التراكم.
  • عادة يفقد مقدار 10% من كل شهر،كما إنها تفقد قدرتها بشكل تدريجي، وهذا ناتج عن المواد المتفاعلة بينهم .

استخدامات البطاريات

تستعمل البطاريات في يومنا هذا في كل العالم فلا يمكنك أن تجد دولة لا تستعملها.

  • وتدخل بشكل كبير في كافة المجالات والكثير من الأجهزة، ومن بين تلك الأجهزة الحاسبات الشخصية (لاب توب) .
  • وكذلك السيارات وأجهزة الإنذار والمسجلات والهواتف المحمولة وكذلك الغواصات، والكشافات و الساعات وأيضًا سفن الفضاء، و منظم ضربات القلب وغيرها من الأجهزة.

مميزات البطاريات

هناك الكثير من المميزات التي جعلتنا نستعمل البطارية حتى الآن، ومنها :

  • إنها تتمتع البطارية بوزنها الخفيف، وكذلك تعدد أشكالها، وأحجامها، وتقوم بتوفير طاقة كبيرة، وتتميز سعتها بالاتساع.
  • والطاقة الكهربية في البطارية تتميز بأنها ثابتة أي تظل قوة الطاقة واحدة في جميع حالات ارتفاع أو انخفاض البطارية.
  • يمكنها نقل الكهرباء دون الحاجة إلى أسلاك أو منفذ.

تحذيرات عند التعامل مع البطاريات

هناك الكثير من الاحتياطات من الضروري أن تتبعها حتى لا تعرض نفسك لأي خطر:

  • يجب غسل اليد بالماء والصابون قبل أي تعامل مع البطارية، حيث تحتوي على الكثير من المواد السامة التي تدخل بشكل كبير فيها.
  •  يفضل ارتداء القفازات والقناع المخصص عند استعمالك للبطارية.
  • يجب أن يكون مكان شحن البطارية جيد التهوية لإنها تحتوي على مادة الهيدروجين السائل القابل للاشتعال.
  • يجب أن تبقى البطارية بعيداً عن مصادر الاشتعال.
  • يجب أن يظل الجزء العلوي للبطارية نظيف وكذلك جاف.
  • وعد القيام بإمالة البطارية بمقدار 45 درجة حتى ينزل أي سائل مضر على يدك.

إرشادات شراء البطاريات

تعتبر بطاريات السيارات هي أوسع أنواع البطاريات في الانتشار كما إنها تعد أخطرها، لذلك هناك الكثير من النصائح اللازم اتباعها قبل شراء بطارية السيارات:

  • يجب أن تختر مركز ذو سمعة طيبة، لأن البطارية قد تتعرض للتلف في حالة ركنها لفترات طويلة.
  • يجب أن تسرع في شراء بطارية جديدة قبل أن تنفذ بطارية سيارتك حتى لا تتعطل السيارة بشكل مفاجئ.
  • ليس من المهم أن تكون بطارية سيارتك هي الأغلى ولكن المهم أن تختار البطارية المناسبة لعملك.
  • من الضروري أن تختار بطارية لم يمضي على إنتاجها أكثر من 6 أشهر لضمان الجودة في الأداء.

وختاماً أحب أن نحمد الله على منحنا العقل الذي جعلنا نسهل به أمور حياتنا، وهكذا نكون قد قدمنا لكم من خلال موسوعة كل ما تحتاجه عن  بحث عن البطاريات في الكيمياء  واستعمالاتها.

للمزيد من المقالات عبر موسوعة:

المراجع: