נוסח השאלה המלא: כיצד ניתן להמיר אנרגיה חשמלית לכימית פוטנציאלית והאם יש זרם או מתח מקסימאלי אפשרי? רן
תגובות כימיות מסוג חימצון חיזור, בהם מתרחש מעבר אלקטורנים בין אטומים, מאפשרות להמיר אנרגיה חשמלית לאנרגיה כימית פוטנציאלית. האנרגיה החשמלית (בצורה של זרם חשמלי) היא הכוח המניע את התגובה הכימית ואנרגיה זו נאגרת בצורה של אנרגיה פוטנציאלית כימית באמצעות תוצרי התגובה.
למעשה, בחיים המודרנים, אנו מבצעים את התהליך כמעט כל יום: כל פעם שאנו מטעינים את הסוללה בטלפון הנייד (או כל סוללה נטענת אחרת, כמו גם מצבר של מכונית) אנו מבצעים את התהליך: האנרגיה החשמלית המסופקת על ידי המטען גורמת להתרחשותה של תגובה כימית בתוך הסוללה ולאגירת האנרגיה. התהליך הוא הפיך: כאשר הסוללה טעונה היא מסוגלת לספק אנרגיה חשמלית, תוך כדי התרחשות התגובה הכימית ההפוכה לזו שהתרחשה במהלך הטעינה.
(ויקיפדיה)
המתח של הסוללה הבודדת נקבע על ידי המגיבים בתגובה הכימית, לרוב הסוללות הקיימות בשוק המתחים המסופקים על ידי התגובה הכימית נעים בטווח של 1.2-4.2 וולט בלבד. אולם - ניתן להגדיל את המתח עד כמה שנרצה על ידי חיבור של סוללות בטור (קוטב חיובי של סוללה אחת לקוטב שלילי של אחרת), כאשר המתח הסופי שמתקבל הוא סכום המתחים של כל הסוללות. לדוגמא: מצבר של מכונית מורכב מ-6 סוללות (נהוג להשתמש גם במונח "תאים חשמליים") המספקות 2 וולט כל אחת, ובסך הכל מתח המצבר הינו 12 וולט.
(ויקיפדיה)
הזרם שהסוללה מסוגלת לספק תלוי בשטח הפנים של האלקטרודות שלה (האלקטרודות הן החלקים שמוליכים חשמל אל המגיבים הכימיים שבסוללה). ככל ששטח הפנים יותר גדול - כך האלקטורדה מסוגלת לספק זרם אלקטרונים גדול יותר - כדי להגדיל את שטח הפנים של האלטרודות נהוג להשתמש בשיטות שונות כמו שימוש באבקות שלהן שטח פנים גדול מאוד או שימוש באלטרודות דקות המגולגלות לגליל אחת סביב השנייה.
ה"קיבול" החשמלי של הסוללה (נמדד ביחידות של אמפר-שעה, או מילי-אמפר שעה) שהוא מדד לזרם החשמל שהסוללה יכולה לספק לאורך זמן, תלוי בסוג החומרים המשתתפים בתגובת החימצון-חיזור בסוללה ובמשקלם. ככל שמסת החומרים המשתתפים בתגובה גדולה יותר (סוללה כבדה יותר), וככל שהמשקל המולקולרי שלהם קטן יותר כך הקיבול של הסוללה גדול יותר: ליתיום הוא המתכת בעלת המשקל האטומי הקטן ביותר בטבע (6.9 גרם למול), ולכן סוללה המבוססת על ליתיום תהייה בעלת קיבול גדול יותר מסוללה המבוססת על ניקל (משקל אטומי של 58.7 גרם למול) באותו משקל כי מכילה מספר אטומים רב יותר.
מאת: ד"ר אבי סאייג
המחלקה לנוירוביולוגיה ומכון דוידסון לחינוך מדעי
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.
