Vad är Daniell Cell?

Daniell Cell är ett slags kopparzinkbatteri som använder en porös barriär mellan de två metallerna.Det uppfanns 1836 av den brittiska kemisten John Frederic Daniell.När den väl användes allmänt i den europeiska telegrafindustrin ersattes den i slutet av 1800 -talet av mer moderna batteridesign.Idag används det främst i klassrummet för att visa hur batterier fungerar.

italiensk forskare Alessandro Volta uppfann batteriet 1800. Hans design använde en kolonn med växlande zink- och kopparskivor, med saltlösningskortade bitar staplade mellan varje bitav metall.Denna Voltaic Pile användes i många elektriska experiment, men med mindre än en timmes batteritid hade inga verkliga industriella applikationer.Daniell modifierade Voltas -design för att skapa ett batteri med en längre livslängd, vilket gör att det kan användas till praktisk användning.

Principen bakom Daniells batteri och Voltas är densamma.En flytande lösta ämnen som kallas elektrolyt mdash;I Voltas design, saltlösningen mellan metallplattorna mdash;börjar lösa upp zink och koppar i positivt laddade joner.När jonerna lämnar metallen förblir fria elektroner bakom sig.Zinken upplöses snabbare än koppar, vilket innebär att zink snart innehåller fler elektroner.Om man ansluter de två metallstyckena med en tråd, kommer elektronerna att migrera genom tråden från zink till koppar, vilket skapar en elektrisk ström.

Om zink och koppar löses i samma elektrolyt, som i voltahögen, två processer kommer att förkorta batteriets livslängd.Om den lagras utan att elektricitet dras, dras kopparjonerna i elektrolyten till den negativt laddade zinkterminalen.Dessa joner kommer sedan att koppla ihop med elektronerna på zink, neutralisera dess laddning.Så småningom kommer ingen mer zink att finnas tillgänglig för upplösning.Denna process kallas reduktion

.

Den andra batteridödningsprocessen inträffar när el dras.Zinkjonerna kommer att pressa väte i elektrolyten till koppar, där väte byggs upp på ytan och så småningom stoppar elflödet.Denna process kallas Polarisation

.Daniell -cellen designades som svar på tvillingproblemen med zinkreduktion och polarisering.Det löser dessa problem genom att isolera zink och koppar i separata elektrolyter.

För att göra en Daniell -cell kan en ojämn lergodsbehållare fyllas med svavelsyra och en bit zink nedsänkt i den.Behållaren kan sedan placeras i en kopparburk som har fyllts med kopparsulfat.Lordvarig barriär håller zink och koppar på motsatta sidor;Detta hindrar zinkjonerna från att skicka väte till koppar, vilket förhindrar polarisering.Det håller också kopparjonerna borta från zink och förhindrar zinkreduktion.Daniell hänvisade till sin cell som konstant batteri

på grund av dess förebyggande av polarisering.

Porerna i barriären gör att positivt laddade sulfatjoner kan resa från kopparsidan till zinksidan.Detta balanserar flödet av elektroner från zink till koppar när kretsen är klar.Mängden elektrisk potential som producerades av en Daniell -cell kallades Volt

.Värdet på den moderna volt är något annorlunda;En Daniell -cell producerar cirka 1,1 av dagens volt och har ett internt motstånd på cirka 2 ohm.