Daniell Cell คืออะไร?

เซลล์ Daniell เป็นแบตเตอรี่ทองแดงชนิดหนึ่งซึ่งใช้สิ่งกีดขวางที่มีรูพรุนระหว่างสองโลหะมันถูกคิดค้นขึ้นในปี 1836 โดยนักเคมีชาวอังกฤษ John Frederic Daniellเมื่อใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมโทรเลขยุโรปมันถูกแทนที่ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 โดยการออกแบบแบตเตอรี่ที่ทันสมัยกว่าวันนี้มันถูกใช้เป็นหลักในห้องเรียนเพื่อแสดงให้เห็นว่าแบตเตอรี่ทำงานอย่างไร

นักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลี Alessandro Volta คิดค้นแบตเตอรี่ในปี 1800 การออกแบบของเขาใช้คอลัมน์ของสังกะสีสลับและแผ่นทองแดงด้วยกระดาษแข็งที่อิ่มตัวระหว่างแต่ละชิ้นของโลหะกอง voltaic นี้ถูกนำมาใช้ในการทดลองทางไฟฟ้าจำนวนมาก แต่ด้วยอายุการใช้งานแบตเตอรี่น้อยกว่าหนึ่งชั่วโมงไม่มีการใช้งานอุตสาหกรรมจริงDaniell ดัดแปลงการออกแบบ Voltas เพื่อสร้างแบตเตอรี่ที่มีอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นทำให้สามารถใช้งานได้จริง

หลักการที่อยู่เบื้องหลังแบตเตอรี่ Daniells และ Voltas เหมือนกันตัวถูกละลายของเหลวที่เรียกว่า

อิเล็กโทรไลต์ mdash;ในการออกแบบ Voltas น้ำเกลือระหว่างแผ่นโลหะ mdash;เริ่มละลายสังกะสีและทองแดงเป็นไอออนที่มีประจุบวกเมื่อไอออนออกจากโลหะอิเล็กตรอนอิสระยังคงอยู่ข้างหลังสังกะสีละลายเร็วกว่าทองแดงซึ่งหมายความว่าสังกะสีในไม่ช้าก็มีอิเล็กตรอนมากขึ้นหากมีการเชื่อมต่อโลหะสองชิ้นกับลวดอิเล็กตรอนจะย้ายผ่านสายไฟจากสังกะสีไปยังทองแดงสร้างกระแสไฟฟ้า

สองกระบวนการจะทำให้อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลดลงหากมันถูกเก็บไว้โดยไม่มีกระแสไฟฟ้าถูกดึงออกมาไอออนทองแดงในอิเล็กโทรไลต์จะถูกดึงไปยังเทอร์มินัลสังกะสีที่มีประจุลบไอออนเหล่านี้จะจับคู่กับอิเล็กตรอนในสังกะสีทำให้ประจุเป็นกลางในที่สุดจะไม่มีสังกะสีอีกต่อไปสำหรับการสลายตัวกระบวนการนี้เรียกว่าการลดลง

กระบวนการฆ่าแบตเตอรี่อื่น ๆ เกิดขึ้นเมื่อมีการดึงกระแสไฟฟ้าไอออนสังกะสีจะผลักไฮโดรเจนในอิเล็กโทรไลต์ไปยังทองแดงซึ่งไฮโดรเจนจะสร้างขึ้นบนพื้นผิวและในที่สุดก็หยุดการไหลของกระแสไฟฟ้ากระบวนการนี้เรียกว่าโพลาไรเซชันเซลล์ Daniell ได้รับการออกแบบเพื่อตอบสนองต่อปัญหาคู่ของการลดสังกะสีและโพลาไรเซชันมันแก้ปัญหาเหล่านี้โดยการแยกสังกะสีและทองแดงในอิเล็กโทรไลต์แยกต่างหากเพื่อสร้างเซลล์ daniell ภาชนะดินเผาที่ไม่มีการติดตั้งสามารถเติมด้วยกรดซัลฟิวริกและชิ้นส่วนของสังกะสีที่แช่อยู่ในนั้นภาชนะบรรจุนั้นสามารถวางไว้ในกระป๋องทองแดงซึ่งเต็มไปด้วยทองแดงซัลเฟตกำแพงดินเผาช่วยให้สังกะสีและทองแดงอยู่ด้านตรงข้ามสิ่งนี้ทำให้ไอออนสังกะสีส่งไฮโดรเจนไปยังทองแดงป้องกันโพลาไรเซชันนอกจากนี้ยังช่วยให้ไอออนทองแดงอยู่ห่างจากสังกะสีป้องกันการลดสังกะสีDaniell อ้างถึงเซลล์ของเขาว่าเป็นแบตเตอรี่คงที่เนื่องจากการป้องกันการโพลาไรเซชันรูขุมขนในสิ่งกีดขวางจะอนุญาตให้ไอออนซัลเฟตที่มีประจุบวกในเชิงบวกเดินทางจากด้านทองแดงไปยังด้านสังกะสีสิ่งนี้ทำให้เกิดการไหลของอิเล็กตรอนจากสังกะสีไปยังทองแดงเมื่อวงจรเสร็จสมบูรณ์ปริมาณของศักยภาพทางไฟฟ้าที่ผลิตโดยเซลล์ Daniell นั้นมีชื่อว่า Volt ค่าของโวลต์ที่ทันสมัยนั้นแตกต่างกันเล็กน้อยเซลล์ Daniell ผลิตประมาณ 1.1 ของโวลต์ในปัจจุบันและมีความต้านทานภายในประมาณ 2 โอห์ม