الخلايا الكهركيميائية

تطبيقات عملية للخلايا الغلفانية

يعتمد عمل الخلايا الغلفانية بأنواعها على فكرة تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية، وتختلف فيما بينها في نوع التفاعلات الكيميائية التي تولد الطاقة الكهربائية.

الخلايا الجافة :

البطارية العادية

تتكون أقطابها من الخارصين والكربون.

استخداماتها : مصابيح اليد، وآلات التسجيل، وألعاب الأطفال.

بطارية الزئبق :
المهبط (+) : أكسيد الزئبق HgO

المصعد (-) : خارصين Zn

استخداماتها : لصغر حجمها تستخدم في ساعات اليد، والآلات الحاسبة، ومقومات السمع.

مساوئ بطارية الزئبق :
احتواؤها على الزئبق الذي يسبب مشاكل بيئية خطيرة فالزئبق ومركباته مواد سامة، والإجراء المناسب إعادة استخلاص الزئبق من البطارية التالفة

التفاعلات على الأقطاب والتي تحدث في وسط قاعدي:

المصعد	2e^-	+	H₂O_(l)	+	ZnO_(s)	®	2OH^-_(aq)	+	Zn_(s)
المهبط	2OH^-_(aq)	+	Hg(l)	®	2e^-	+	H₂O_(l)	+	H₂O_(s)
	ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
التفاعل الكلي			Hg_(l)	+	ZnO_(s)	®	H₂O_(s)	+	Zn_(s)

يعتمد عمل الخلايا الغلفانية بأنواعها على فكرة تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية, وتختلف فيما بينها في نوع التفاعلات الكيميائية التي تولد الطاقة الكهربائية ومن الأمثلة عليها :

خلايا الوقود :

المهبط : قطب من الغرافيت المسامي يحتوي على نيكل, يحدث عليه اختزال للأكسجين.
المصعد : قطب من الغرافيت المسامي يحتوي على نيكل, يحدث عليه تأكسد للهيدروجين.
ويتصل القطبان بمحلول مركز وساخن من هيدروكسيد البوتاسيوم.

التفاعلات التي تحدث على الأقطاب :

يُدفع غاز الهيدروجين إلى المصعد

المصعد

4e^-

4H₂O

4OH^-

2H₂

يُدفع غاز الأكسجين إلى المهبط

المهبط

4OH^-

4e^-

2H₂O

O₂

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
التفاعل الخلوي	2H₂O	®	O₂	+	2H₂


إيجابيات خلايا الوقود : 1- ارتفاع مردود الطاقة مقارنة مع الحرق المباشر للوقود. 2 – تستخدم كمصدر للطاقة في السفن الفضائية. 3- يمكن الإستفادة من الماء الناتج بعد تكثيفه في تزويد رواد الفضاء بالماء الصالح للشرب.

ولهذه الأسباب يتوقع أن تلعب خلايا الوقود دوراً هاماً في مستقبل بدائل الطاقة.

سلبيات خلايا الوقود :
1- ارتفاع كلفتها.
2- حجمها الكبير.


اكتبوا لنا ملاحظاتكم واستفساراتكم
إعداد : أ.أحمد الحسين	تحرير : المدرسة العربية www.schoolarabia.net
تاريخ التحديث 19 حزيران 2002