Bài 11. Pin và acquy

Pin Volta là nguồn điện hoá học được chế tạo đầu tiên gồm một cực Zn và một cực Cu ngâm trong dung dịch Axit Sunfuric
Khi nối 2 cực của pin Volta thành một mạch kin, dòng điện mạch ngoài là dòng cac e chạy từ cực Zn đến cực Cu. Tác dụng hoá học lại bứt cac� ion Zn2+ khỏi thanh kẽm vào trong dung dịch, các ion H+ từ dung dịch chạy tới cực Cu. Kết quả dòng điện chạy liên tục từ mạch ngoài đến mạch trong.
_Pin Lechanché hiện nay còn được sử dụng phổ biến.
_Cực dương của pin là thanh than được bọc quanh bằng chất MnO2 có trộn thêm than chì để khử bọt khí H2 bám vào cực than, tăng độ dẫn điện.
_Dung dịch chất điện phân là NH4Cl được trộn với một loại hồ đặc và được đóng hộp kẽm dùng làm vỏ pin, vỏ kẽm này đổng thời là cực âm của pin
_Do tác dụng hoá học, thanh than và vỏ kẽm được tích điện khác nhau. Giữa chúng có 1 hiệu điện thế 1,5 V.
_Trong thời gian phát điện vỏ kẽm mòn dần, MnO2 và NH4Cl bị biến đổi tính chất, sinh ra nhiều nước làm điện trở trong pin tăng, dòng điện sinh ra trong mạch giảm dần tới khi pin không dùng được



NH4Cl ? NH4+ + Cl-
NH4+ + H2O ? NH3 + H3O+
4NH3 + 4H2O + Zn ? [Zn(NH4)4](OH)2 + H2 + 2H2O
2H2 + MnO2 ? Mn + 2H2O
Pin Nickel-sắt:
_Hiệu điện thế 1.2V, trọng lượng thấp.
_Pin sạc mạnh, chịu được các chấn động nhiệt , độ bền cao (trên 20 năm).
_Mật độ năng lượng thấo khả năng trữ điện kém, hoạt động kém trong nhiệt độ thấp, giá sản xuất cao.

2)Pin Lithium Ion:
_Pin hoá học mới, pin gọn nhẹ nhưng lưu trữ nhiều năng lượng.
_Pin dùng trong Laptop, Ipod, điện thoại di động.

3)Pin mặt trời:
_Là thiết bị bán dẫn chứa lượng lớn diod p-n, dùng ánh sáng mặt trời để tạo ra dòng điện.
_Cung cấp điện cho những vùng sâu vùng xa nơi mạng lưới điện không thể nối, vệ tinh xung quanh trái đất, laptop,.
a) Acquy Chì
_Ác quy chì gồm bản cực dương bằng chì Oxit (PbO2) và bản cực âm bằng chì (Pb). Chất điện phân là dung dịch axyt sunfuric loãn.
Ta có phương trình tổng quát :
_Do tác dụng của dung dịch điện phân, hai bản được tích điện khác nhau và hoạt động giống như một pin điện hoá. Suất điện của acquy axit khoảng 2V.
_Khi cho Acquy phát điện, do tác dụng hoá học các bản cực của acquy biến đổi. Hai bản cực đều được phủ 1 lớp PbSO4 do đó suất điện động của Acquy giảm dần.
Cực âm :
Pb + H2SO4 ? PbSO4 + H2
Cực dương :
PbO2 + H2 ? PbO + H2O
PbO + H2SO4 ? PbSO4 + H2O
Khi Acquy hết điện, người ta nạp dùng 1 nguồn điện khác tạo ra dòng điện một chiều đi vào acquy, Khi đó:
Cực dương:
H2O? H+ + OH-
PbSO4 + 2H+ ? H2SO4 + Pb2+
Pb2+ +H2O ?Pb(OH)2 + H3O+
Pb(OH)2? PbO2 + H2
Cực âm:
PbO2 + H2 ? Pb +H2O
b) Acquy Kiềm
Acquy kiềm được dung phổ biến là acquy cadimi-kền. Nó có cực dương là bằng Ni(OH)2 và cực âm là bằng Cd(OH)2 các cực này được ngâm trong dung dịch kiềm KOH hay NaOh. Acquy này có suất điện động 1,25V