ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับเซลล์เคมีไฟฟ้า
ทีมงานทรูปลูกปัญญา
|
15 พ.ค. 67
 | 13.4K views



ปัจจุบันมีการนำความรู้ของเซลล์เคมีไฟฟ้า ทั้งความรู้ในเรื่องเซลล์กัลวานิกและเซลล์อิเล็กโทรไลติกมาประยุกต์ใช้ในการสร้างเครื่องมือและอุปกรณ์ต่าง ๆ มากมายที่เกี่ยวข้องกับโลหะและสารละลายอิเล็กโทรไลต์ เช่น แบตเตอรี่อิเล็กโทรไลต์ของแข็ง แบตเตอรี่อากาศ การทำอิเล็กโทรไดอะลิซิสน้ำทะเล เป็นต้น

 

1. แบตเตอรี่อิเล็กโทรไลต์ของแข็ง

แบตเตอรี่อิเล็กโทรไลต์ของแข็ง (solid electrolyte battery) เป็นเซลล์ทุติยภูมิที่มีลิเทียมเป็นขั้วแอโนด และมีโลหะออกไซด์ หรือโลหะซัลไฟต์ เช่น MnO2 TiS2 เป็นขั้วแคโทด และใช้สารจำพวกพอลิเมอร์ที่ยอมให้เฉพาะไออนบวกเคลื่อนที่ผ่านได้เป็นอิเล็กโทรไลต์ ตัวอย่างของแบตเตอรี่อิเล็กโทรไลต์ของแข็งที่ดังนี้

1.1 แบตเตอรี่อิเล็กโทรไลต์แข็งที่มี TiS2 เป็นขั้วแคโทด เซลล์ไฟฟ้าชนิดนี้มีค่าศักยืไฟฟ้าประมาณ 3 โวลต์ และปฏิกิริยาสามารถย้อนกลับได้เมื่อนำมาประจุไฟใหม่ เซลล์ชนิดนี้นิยมนำมาใช้ทำเป็นแบตเตอรี่ในรถยนต์ เพราะไม่ต้องเติมน้ำกลั่นจนกว่าแบตเตอรี่จะหมดอายุ

1.2 แบตเตอรี่อิเล็กโทรไลต์ของแข็งที่มี MnO2 เป็นขั้วแคโทด เซลล์ไฟฟ้าชนิดนี้มีค่าศักย์ไฟฟ้าประมาณ 3 โวลต์ และปฏิกิริยาสามารถย้อนกลับได้เมื่อนำมาประจุไฟใหม่ เซลล์ชนิดนี้มีขนาดเล็ก นิยมใช้ในเครื่องคิดเลข นาฬิกา และกล้องถ่ายรูป

 

2. แบตเตอรี่อากาศ 

แบตเตอรี่อากาศเป็นแบตเตอรี่ที่พัฒนาขึ้นมาเพื่อใช้ออกซิเจนในอากาศเป็นตัวออกซิไดส์และใช้โลหะ (Zn หรือ Al) เป็นตัวรีดิวซ์ และใช้สารละลาย NaOH เป็นอิเล็กโทรไลต์ แบตเตอรี่อากาศแบ่งออกเป็น 2 ชนิด ดังนี้

2.1 แบตเตอรี่อะลูมิเนียม - อากาศ ซึ่งมี Al เป็นขั้วแอโนด ในขณะใช้งาน Al(OH)4- จะเปลี่ยนเป็น Al(OH)3 เคลือบโลหะอะลูมิเนียม ซึ่งมีสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้า ดังนั้น จึงต้องมีการกำจัด Al(OH)3 ออกไป

2.2 แบตเตอรี่สังกะสี - อากาศ ซึ่งมี Zn เป็นขั้วแอโนด

3. การทำอิเล็กโทรไดอะลิซิสน้ำทะเล

การทำอิเล็กโทรไดอะลิซิสน้ำทะเล เป็นกระบวนการทำน้ำทะเลที่เป็นน้ำเค็มให้กลายเป็นน้ำจืด โดยการทำอิเล็กโทรไลซิสเพื่อแยกไอออนของ Na+ Mg2+ Cl- SO42- และไอออนอื่น ๆ ออกจากน้ำทะเล ซึ่งมีหลักการดังนี้

1. ผ่านน้ำทะเลเข้ามา

2. ไอออนบวก เช่น Na+ Mg2+ เป็นต้น จะผ่านเยื่อแลกเปลี่ยนไอออนบวกไปยังขั้วลบของเซลล์

3. ไอออนลบ เช่น Cl- SO42- เป็นต้น จะผ่านเยื่อแยกเปลี่ยนไอออนลบไปยังขั้วบวกของเซลล์

4. น้ำจืดที่ไม่มี Na+ และ Cl- จะไหลออกมา

 

 

ปิตุพร พิมพาเพชร